進攻兵器：秦軍銅兵，羅馬鐵兵，與青銅兵器相比，鐵製兵器顯然更為強大。不過，當時鐵製兵器的優勢可能並不明顯。兵馬俑至今已經出土了4萬件兵器，其中包括戈、矛、戟、鈹、弓弩等，都是青銅製品。劍是大家最熟悉的兵器。和刀不同，劍是通過刺這個動作殺傷敵人的，因此它比只能砍的刀更為致命。兵馬俑坑出土的一些秦劍比戰國時代其他諸國的劍更長一些，在1米左右。劍長了刺殺範圍當然就更大。與此同時，1號俑坑還出土金鈎兩件。金鈎，後世又名吳鈎，據説是春秋時吳王闔閭首先製造的。這兩件金鈎形如彎月，齊頭、兩刃，可用來勾殺或推殺，是儀衞性短兵。
秦軍的武器還包括銅鈹。1號俑坑就出土帶長木柄的鈹16件。鈹頭的形狀與短劍相似，裝在長3米多的木柄的前端，是與矛相似的刺兵。鈹是春秋時流行的長兵器。當然，秦軍兵器中還有長矛，且是7米長的長矛。為此有專家推斷秦步兵中有長矛方陣。不過，作家黃章晉認為，長矛陣這個説法可疑，因為在中國人知道歐洲長矛方陣之前，從來沒有人説起過這種長矛陣。何況，就出土文物比例和數量看，戈比矛更普遍。戈適合戰車作戰。步兵作戰時，它就派不上大用場了。
在秦軍眾多兵器中較為特殊的是帶銅廓的弩機，也是這支王者之師的一件殺傷利器。中國考古學會理事、陝西考古學會副會長的袁仲一被稱為“秦俑之父”。他指出，秦俑坑出土的弩基本上都是木廓，與戰國弩的形制結構相同。但1996年對1號坑做進一步清理的過程中，發現兩件帶銅廓的弩機。銅廓提高了木廓弩機的性能，增強了靈敏度和穩定性，也增強了弩的殺傷力和使用壽命。
相比之下，羅馬軍團的進攻兵器看起來更強大一些。他們的兵器以鐵製品為主。羅馬兵裝備長方外凸的盾，使用短劍作戰。與長矛的簡單戳刺相比，短劍的有效殺傷距離較近，要求戰士們“短兵相見”。這對個人技藝要求更高，因此羅馬軍隊非常重視平時的訓練。
重標槍也是羅馬軍團的重要兵器。它是標槍的一種，跟短劍一樣出現於公元前3世紀。羅馬軍團所使用的重標槍，一半是金屬桿，一半是木頭杆，容易投擲，穿透力強。最大投射距離約18米。由於歐洲鐵礦資源較豐富，而且與最早發明鐵器的西亞人交流便利，所以歐洲很早就進入了鐵器時代。黃章晉認為，雙方兵器的優劣是比較明顯的。因為一般而言，鐵兵器的殺傷力更強。如果秦軍還沒有擺脱對戰車的依賴，秦軍與羅馬軍隊的戰鬥力差距會更大。
不過，對於羅馬軍團鐵兵器和秦代青銅兵器的優劣問題，在軍博編輯研究處博士李斌看來，很難做出比較，“兩者技術路線不同，從歷史長河來看，鐵兵器是佔了上風，但是在冷兵器時代，鐵兵器的優勢還不是很明顯。”
個人防護：秦軍皮甲，羅馬鐵甲，秦軍的皮甲較前代的更合理，羅馬軍團的鎧甲頭盔則形成了更為完備的防護裝備。兵馬俑很好地呈現了秦軍甲冑的情況。坑內大批武士俑身上雕造的鎧甲，陵園內的石鎧甲坑也出土有大批石甲、石盔與石馬甲。與戰國早期的盔甲相比，它們的甲片較前代趨於小型化，甲片編綴的方法更趨科學合理，使人穿上後彎腰、挺腹、抬臂等均感方便。不過，甲的質地與前代基本相同，仍以皮甲為主，鐵甲很少。
兵馬俑坑出土的武士俑一律不戴頭盔。但在秦陵石鎧甲坑又出土了大批頭盔。袁仲一指出，這表明秦軍的裝備是有頭盔的，不過秦軍作戰時常脱去頭盔英勇殺敵。而羅馬軍團的鎧甲頭盔則形成了更為完備的防護裝備。黃章晉認為，在此方面，秦軍不敵羅馬軍團。
羅馬軍團：由於羅馬短劍的攻擊距離較近，勢必需要有其他兵器輔助保護士兵。為此，羅馬人重點對盾牌做了較大的改進。羅馬軍隊把盾改成結實的長方形凸面體，高約1.2米，寬約0.61米。這些大盾用木頭製成，外層表面先以帆布蒙上，再蒙以小牛皮，上下部邊緣都包上了鐵邊，增加它的堅固，也能保護它受到從上而下的劈刺和放在地上時受到的傷害。此外，盾上面還鑲釘着一塊鐵的浮雕花飾，一旦有石塊、投槍、以及各式沉重的投擲武器的打擊，都能被擋到一邊。
而羅馬鎧甲算得上是西方步兵鎧甲製作技藝的集大成者。羅馬鎧甲是鐵鎧與皮甲的混合體。它最大限度保留古典鎧甲的防護能力，機動性卻並不受影響。同時，羅馬軍的頭盔也經過改良，基本保留了科林斯式頭盔的防護性能，士兵的視野和舒適性也得到很大改善。事實上，羅馬軍團，就是以甲盾著稱。
攻城器械：秦有衝車，羅馬盾車。戰國後期，衝車、拋石機等設備成了主要攻城裝備。羅馬人則常用盾車和木塔。戰國時代，諸侯鏖戰不斷，攻城技術因此得到長足發展。春秋時期臨車、衝車、修櫓和拋石機登場，成為冷兵器時代最早的“重型裝備”。軍博編輯研究處博士李斌指出，在戰國的秦國以及後來的秦王朝基本都會使用到這些攻城裝備。戰國時代的各種攻城方法，包括臨、鈎、衝、梯、水、穴、突、空洞、蟻傅、軒車等等，也基本都為秦軍所熟知。在進攻城鎮時，羅馬軍團同樣非常重視使用攻城器械。除了用撞城機擊破敵人的城牆或城門外，盾車也時常出現在戰場上。盾車是攻城用的木製器械，像一間小房子，不過只兩面或三面有木板牆，屋頂也用厚木板製成，上面還覆有鐵皮或獸革，起防火的作用。盾車下面裝有輪子，可以推動。人甚至可以躲在裏面，從牆上的洞裏向外射箭，也可以利用它做掩護挖掘地道。
城時，羅馬軍隊還經常使用木塔。根據實際需要，木塔可一層一層加高。外蒙鐵皮，用輪子推動。士兵站在木塔上可向城牆上的敵人發射矢石，驅走守衞士兵。木塔另設有吊起和放下的檻橋，可以放下來架在敵人的城牆或碉堡上，方便戰士爬過去。公元前57年，愷撒在與蘇威西翁內斯人交戰中，就曾使用過盾車和木塔。而拋石器和彈射器的使用，能掩護攻城、渡河，或在野外戰鬥發生前遠距離殺傷敵人。
不過，在黃章晉看來，儘管中國在春秋時期就有了用以拋射石彈的大型拋擲遠射冷兵器“飛石”，但羅馬軍團更熟悉如何精巧地藉助槓桿原理打擊敵人。直到阿拉伯人將“回回炮”(Trebuchet)傳入中國之前，中國的拋石機全部採用的是通過最簡單的槓桿原理用人力將石頭投擲到遠處。它需要很多的人來一起拉，且無法瞄準，也不能保證每一次的射程相同。而歐洲同時代的拋石機(Onager)，使用的是以天然纖維束扭在一起的“彈簧”作為蓄能機構，加上齒輪可以起到停止和傳動作用，使拋石機不需要很多人同時拉動，就可以使拋石機或重弩被絞緊，一個人就可以完成擊發。齒輪和螺絲被認為機械學無可化約的最基本構件，這兩樣東西在中國歷史上一直沒有出現。
防禦工程：秦築石壘，羅馬壕溝，西方的數學、軍事工程學的發達，這令羅馬軍團在攻城技術上略勝秦軍。這一點同樣使他們有較好的防禦工事。一般來説，秦軍和羅馬軍團最多的是在平曠地區作戰。野外作戰，防禦裝備也頗為重要。秦軍重要防禦手段是野戰築壘。這是自春秋戰國發展起來的一種重要的野戰方法。公元前224年，秦軍於平輿之戰時“堅壁而守之”。公元前260年的長平之戰中，秦趙兩軍均築有大規模壘壁，至今在長平遺址(今山西高平一帶)還留下大量的石壘痕跡。壘壁的構築是以軍陣作戰為單位進行的，建在各軍陣位置的周圍。秦軍曾攻趙軍長平壘壁，“奪西壘壁”。據此可知，還應有“東壘壁”及“中壘壁”。
野戰築壘增強了野戰防守能力，提高了軍隊野戰生存能力。春秋時期，軍隊主要用戰車在四周扣搭環圍的方法，進行防守。戰國後期，隨着軍隊人數的增多，進攻能力的加強和作戰突然性增加，士兵們就地取材，以土、石等為原料構築壘壁工事，而且可以築得又厚又高、十分堅固，還能防火攻。羅馬軍團同樣重視防禦技術。羅馬軍隊無論駐紮在什麼地方，都會修築防禦工程。在冬天休戰時，他們常常將冬令營築在形勢險要，易於防禦的地方。公元前52年春，全高盧爆發了一場反對羅馬的大起義。愷撒將起義軍的主力包圍在阿來西亞城進行決戰。交戰前，羅馬人使出他們善於營建野戰工事的長處，挖了三道寬闊的壕溝，中間一道灌滿河水。同時，羅馬軍還在壕溝後面建防堤和壁壘，上面加上胸牆和雉堞。在胸牆和防堤銜接的地方，向外斜列着削尖的木樁，防止敵人向上爬;然後環繞整個工事，每隔一定距離築一座木塔;最後在這些工事外建各種陷阱。最終，羅馬軍贏得了防禦戰的勝利。黃章晉指出，西方的數學、軍事工程學的發達，令羅馬軍團在攻城技術上略勝秦軍。同樣，羅馬人對於如何架橋、鋪路、紮營，都從希臘數學、軍事工程學中學到了很多，秦軍也相對落後了。
作戰陣型：秦有三軍，羅馬兵團，秦兵馬俑的列陣並非行軍隊形，也非作戰隊形，而是整裝待發的隊列。羅馬人則以兵團作戰著稱。兵馬俑組成了一個完整的軍陣編列體系，象徵着秦始皇生前守衞京城的宿衞軍。俑坑步兵俑的數量眾多，有數千件。從其編制看有“獨立步兵俑”和隸屬於戰車的“隸屬步兵俑”兩大類。從其裝備來看，則可分為不穿鎧甲的“輕裝步兵俑”和身穿鎧甲的“重裝步兵俑”兩種。輕裝步兵俑是軍陣的前鋒部隊，重裝步兵俑為軍陣的主體部隊。
袁仲一指出，一號俑坑軍陣的整體形象是“前後整齊，四方如繩”，與兵書上所説的方陣的陣形相同，可名曰“方陣”。但這個方陣不是行軍隊形，亦非戰時的隊形，而是戒備森嚴、整裝待發的隊列。軍陣佈局的特徵則要求，在軍陣主體的前邊有前鋒，後邊有後衞，左右兩翼有翼衞。整體上組織嚴密，堅若磐石。2號俑坑由4個小方陣組成一個曲尺形的軍陣。弩兵方陣突出於大型軍陣的左前角，車徒結合的第三個小方陣末端有8騎騎兵突出於大型軍陣的後邊為後犄，從而成為具有前角後犄的曲形陣。這種組合方式是大陣套小陣、大營包小營，所謂陣中有陣、營中有營，可分可合。分開各自可獨立作戰，合起來渾然成為一體，發揮多兵種協同作戰的威力。所以，二號坑軍陣亦是處於整裝待發狀態，為不動不用的“居陣”。
羅馬兵團：相比之下，羅馬軍隊分軍團和輔助軍。類似愷撒通常把軍隊列為三線:第一軍團的四個大隊為第一線，第二線第三線各三個大隊，第三線是對敵人正面和側翼進行決定性機動以及擊退敵人決定性突擊的總預備隊。此外，羅馬人除軍團之外，還有輔助大隊。輔助大隊的規模，訓練和裝備低於正規野戰軍團，主要由輕騎兵、輕步兵和弓箭手組成。
軍事制度：秦人徵兵，羅馬職業。秦軍士兵大都是短期服役，戰鬥力遜色於古羅馬的職業軍人。但羅馬將領流動性高，秦軍則佔有優勢。從公元前2世紀末開始，羅馬軍團的主力就是職業軍人。羅馬公民從入伍開始到成為士兵，要經過大約3年的嚴格訓練。奧古斯都在公元前31年成為內戰的最後勝利者，便着手改革，完成了徵兵制向募兵制的轉化。羅馬軍隊走上常備職業化的道路。到公元前25年，奧古斯都仍保留了28個軍團。在隨後200多年內，整個帝國的軍團總數一直浮動在這個數字左右
每個軍團分為10個營，5500人左右。普通士兵在其服役的20餘年中一般只能呆在一個軍團內。這保證士兵充分掌握武器的使用，併成長為熟練的老兵。秦國則不是這樣。袁仲一指出，秦軍除了有一支固定的中央軍外，還實行徵兵制。有戰事時，從郡縣中調兵。所以，秦時的兵制是以全民皆兵為基礎，軍隊的主力為服兵役的農民，少量的職業軍隊，其職業化程度跟羅馬軍團也不能相比。黃章晉指出，由於中國奉行戰時為兵，閒時務農，中國的士兵都是短期服役，這種非職業化，使得秦軍對新戰術、新技術的掌握相對遲鈍。不過就將帥來説，秦軍或許有較為明顯的優勢。羅馬軍隊指揮官流動性很高，軍官兩年一換，一般剛打完一仗就換指揮。相比之下，中國的將官則是長期職業。
秦並六國，羅馬遠征。羅馬軍隊和各種文明的軍隊都曾經打過。而秦軍則只與“山東六國”和匈奴打過，經驗相對單薄。
羅馬軍團採取大規模方陣、兵團式作戰。各軍團一般排列成正面寬200米、縱深90米的陣型。在戰線的最前方，是由輕步兵構成的散兵線，而兩翼則由軍團騎兵負責防守。這支軍隊在其幾百年成長和完善過程中，同各種文明的軍隊頻繁交鋒。比如在東征馬其頓時，羅馬人面對的是馬其頓方陣。馬略迎擊條頓人和森布里人，凱撒北上進攻高盧，羅馬軍團以沒有數量上的優勢，而奪取了戰爭勝利。這些都為羅馬軍隊積累了豐富的戰鬥經驗。
相比之下，秦軍所遭遇的敵手則相對簡單。秦軍最大的作戰經驗是滅六國、與匈奴之戰。袁仲一指出秦軍所遭遇的敵人並沒有羅馬軍團那樣多樣。不過，秦軍作戰並非僅使用單一兵種、陣法，而是常用多兵種、多單元、多手段、多樣戰術的合成陣法擊敵。
從出土的秦兵馬俑來看，1號俑坑為“右軍”，是一個以步兵為主、戰車與步兵相間排列的長方形軍陣。2號俑坑為“左軍”，是一個戰車、騎兵、步兵混合編組的曲形陣;3號坑的陶俑做儀衞式的夾道排列，是統帥1、2號坑軍隊的指揮部。作戰時，則使用左、中、右這三軍陣作戰方式，這是古代中國軍隊自商周以來就形成的一個基本的傳統戰法。