В середине XVI века русские войска разделялись на нескольких родов. Конница состояла из поместного ополчения детей боярских и дворян, казаков, служилых татар и «царского полка». Артиллерия состояла из полевого «наряда», «крепостного наряда», в который входили «затинщики» и «воротники», обслуживаемые кузнецами и плотниками, и передвижной деревянной крепости — «гуляй-города». Пехота состояла из пеших городовых казаков, московских пеших и стремянных стрельцов и конных и пеших «даточных людей».
По данным русского военного историка Е. Разина в середине XVI века русское войско состояло из семидесяти тысяч человек — поместной конницы из 35 000 всадников, 12 000 стрельцов, 6000 городовых казаков, 10 000 служилых татар, 4000 наемных иностранцев и наряда из 3000 человек. В военный поход обычно выступала половина этого войска. Войска состояли из большого полка, полков правой и левой руки, передового, сторожевого и «ертаульного» полков, «наряда» и «гуляй-города».
Главным родом войск было дворянская конница, а главным противником в XVI веке были татары, вооруженные в основном холодным оружием.
Русское войско проходило до 30 километров в сутки. В зимнее время войска пользовались в походах лыжами и санями. Войска часто перевозили на стругах, дощаниках, ладьях, каюках, учанах, паузках, ушкуях. Английский путешественник Дженкинсон писал: «Суда, называемые насадами, очень длинны и широки, крыты сверху и плоскодонны; они сидят в воде не более, как на 4 фута, на них нет никаких железных частей, но все сделано из дерева, при попутном ветре они могут плыть под парусами. В противном случае из многочисленных имеющихся на насадах людей, иные тянут их, обвязав вокруг себя длинные тонкие веревки, прикрепленные к насаду, иные же отталкиваются длинными шестами». В 1552 году под Казань шло двенадцать воевод «с великою силою двема реками, в лодиях и стругах, Волгою и Камою… с кормлею и со всяким запасом ратным и с большим стенобитным нарядом и огненным». Число судов могло достигать нескольких сотен.
Речные суда сыграли большую роль при присоединении к России Астраханского ханства. В 1556 году отряд воевод Д. Чулкова и И. Мальцева прошел на судах по Дону под Азов и разбил крымско-татарское войско. Успешно воевали на кораблях отряды Дьяка Ржевского и Данилы Адашева.
Русскими войсками с начала XVI века руководили Разрядный и Поместный приказы, Оружейная палата. В середине XVI столетия появились Стрелецкий, Пушкарный, Оружейный, Бронный, Аптекарский приказы, приказ Каменных дел. Ямской приказ.
Разрядный приказ был образован при дьяке с «разрядом» — войсковой росписью ратных людей, в которой указывались занимаемые ими должности. Впервые Разрядный дьяк упоминается в росписи походных воевод московского войска на Новгород 1478 года. В одной из разрядных книг сохранилась запись о том, что «в лето 7039 (1531 года) князь великий положил опалу свою на князя Ивана Воротынскова и велел их с Тулы дьяку Афанасию Курицину привести к Москве в Разряд». Разрядный приказ вел книги по учету всех служилых людей российского войска, с указанием их поместного и денежного жалованья, осуществлял его комплектование, учет, следил за денежными и поместными окладами. Разрядный приказ периодически проводил особые смотры детей боярских и дворян для определения их способности к воинской службе. «Новика» — нового служилого человека — на смотре «верстали» на военную службу, указывая размер его земельного и денежного жалованья При верстании новика определяли в «статью», которых было от 6 до 25. Номер статьи зависел от происхождения, рода и опыта предыдущей службы. Служилый человек, поверстанный по высшей статье, получал 350 четей земли и 12 рублей жалованья в год, по самой низшей — 100 четей земли и 5 рублей жалованья в год. При «разборе» и «верстании» составлялись списки детей дворянских и дворян, называвшиеся «десятнями» — «быта ему на службе на коне, в пансыре; в шеломе, в зерцалех, в наручах, з батарлыки, в саадаке, в сабле, да за ним три человеки на конех, в пансырех, в шапках железных, в саадацех, в саблях, один с конем простым (запасным), два с копьи, да человек на мерине с юком». Разрядный приказ руководил военными походами, ведал содержанием войска, руководил постройкой крепостей и пограничных городов, ведал их населением и землями, организовывал пограничную службу. Дети боярские и дворяне, получившие поместья, обязаны были ходить в походы, на войну и присутствовать на смотрах на своих лошадях, со своим оружием и в зависимости от количества полученной земли выставлять вооруженных слуг или холопов. Первое время количество вооруженных слуг не регламентировалось. В 1556 году царем и Боярской Думой было принято «Уложение о службе», регламентирующее военно-поместную систему. Размер службы, определявшийся до этого самими служилыми людьми, теперь становился законом. Служилые люди выставляли «со ста четвертей добрые угожей земли человек на коне и в доспехе в полном, а в дальний поход в дву конь. А служат они с тех своих деревень мою, цареву и великого князя, службу сами своими головами. И хто послужит по земли, и государь их жалует своим жалованием, кормлением, и на уложеные люди дает денежное жалованье». Одна четь или четверть земли в XVI веке считалась равной половине десятины («в длину 80 сажен, а поперек 30 сажен»). В 1556 году была введена официальная разрядная книга с 1475 года, регулировавшая службу и местнические отношения. В соответствии с заслугами или промахами Разрядный приказ повышал или понижал в чине служилых людей, увеличивал или уменьшал их жалованье. За неявку в поход или на смотр — «нетство» — Разрядный приказ мог отобрать данные «в оклад» земли. Разрядный приказ назначал наместников, волостелей, воевод, послов, судей приказов, проводил суд над нерадивыми чиновниками, не оправдавшими доверия, разбирал местнические дела. В середине XVI века Разрядный приказ стал важнейшим органом управления государства. К концу столетия ему подчинялись все областные разряды, включая Новгородский, Смоленский и Рязанский.