در بنیاد و اصلاح قوه نظامی ایران در دو سده اخیر بی‌شک پیشتازی از آن عباس میرزا ست.اما به هیچ روی نبایستی از اقدامات و اصلاحات امیر کبیر چشم پوشی شود. بهره‌مندی امیر از اطلاعات نظامی، به‌ویژه هنگامی‌که در ایالت آذربایجان در خدمت ولیعهد ادای وظیفه می‌نمود، و تماس وی با مستشاران نظامی بیگانه، که از زمان عباس‌میرزا و محمدشاه برای تعلیم و تربیت لشکریان ایران در تبریز بودند، تجربیات ارزنده‌ای (در آغاز کار خطیر اصلاحات) برای وی فراهم آورد. در این میان، مسافرت وی به روسیه تزاری ( که حدا اقل دو بار صورت گرفت ) و مشاهده تشکیلات نظامی و کارخانجات مهمات‌سازی آن کشور نیز در ترغیب وی برای اصلاحات موثر افتاد.
مواجهه او با بارقه های اصلاح در سپاه عثمانی در زمان ماموریتش در ارزروم نیز برای او اهمیت داشت. امیرکبیر چون مدتها در آذربایجان در دستگاه عباس میرزا ولیعهد زیردست محمدخان زنگنه امیرنظام سمت لشکر نویسی و بعداً منشیگری نظام را داشت و با هیات های نظامی اعزامی از فرانسه و بریتانیا از نزدیک آشنا شده بود تصمیم گرفته بود که باید اصول سازمانها و نوع تجهیزات قوه نظامی ایران اصلاح شود و با تجربیاتی که از این راه اندوخته بود، در دوران صدارت خود دست به اصلاحات مهم نظامی زد. او موسس مدرسه دارلفنون نیز بود که می بایستی اموزشگاهی مدرن برای اموزش نظامی همپای دروس علمی باشد. او از بی صفتی روسها و بریتانیایی ها اگاه بود و بدین دلیل مصلحت دولت را در این تشخیص داد که خبرگان نظامی را از کشوری بیاورد که از اندیشه‌های سیاسی به دور باشند و هر روز برای دولت ماجرایی برپا نسازند و بدین‌صورت تاحدی که ممکن باشد، جلوی کارشکنی و هم‌چشمی سیاسی بیگانگان را بگیرد.
ازاین‌رو وی به دولت اتریش و پروس روی آورد که صرف‌نظر از بی‌طرفی سیاسی (از نظر ایران)در فن جنگ ترقی شایانی کرده بودند.
تاسیس شعبه علوم نظامی دارالفنون تحت نظر افسر اتریشی بارون گومنز انجام شد.او به بارون گومنز بسیار توجه می‌کرد و مسئولیت اصلی اصلاح نظام را به او سپرده بود. در خور ذکر است که شعبه علوم نظامی دارالفنون تقریباً هشت‌ماه پیش از افتتاح رسمی آن مدرسه شروع به کار کرد و این خود نشان از اهمیتی بود که امیر برای اصلاح نظامی قایل بود. اصلاحات امیر در این حوزه بسیار بود.
بخشی از این اصلاحات عبارت بودند از:
۱- برقرار کردن جیره و مواجب مشخص برای افسران و سربازان.
۲- ایجاد کارخانه اسلحه سازی
۳- تهیه لباس متحد الشکل (یونیفورم) به سبک نظام اتریش برای سربازان از پارچه وطنی محصول ایران که برای نخستین بار رواج یافت و به نوعی تقویت اقتصاد ملی بود.
۴- سعی در تهذیب اخلاق و روحیه سربازان و جلوگیری آنان از تجاوز بر تعدی به اموال مردم که پیش تر امری رایج بود.
۵- گروه بندی و رده بندی و مشخص ساختن صفوف ارتش به سبک نظام اروپائی و مدرن.
۶- تهیه و نشر و ترجمه رساله ها و کتابهایی در فنون نظامی که بعد ها در دارالفنون نیز پی گیری شد.
۷- بنای عمارت توپخانه در تهران و چندین سرباز خانه در خارج پایتخت که بصورت دایمی فعال بودند.
۸- بنای پاسدارخانه ها و سربازخانه ها و استحکامات نظامی در شهرستانها و مراکز مهم سوق الجیشی ایران .
امیر که پس از درگذشت محمد شاه قاجار متولی اصلی رساندن ناصر الدین شاه قاجار از تبریز به تهران بود با خزانه ای خالی از موجودی مواجه بود.وضع مالی کشور و دستگاه ولیعهد در تبریز چنان نابسامان بود که او برای رساندن ولیعهد به تهران محبور شد از بازرگانان و مالداران تبریز وام بستاند.
پس از دوران حاج میرزا آقاسی، سالی دو کرور (یک میلیون تومان) کسری بودجه به وجود آمد. امیر برای رفع این مشکل و کاهش مخارج دولتی و افزایش درآمد‌ها دست به‌کار شد. دکتر فریدون آدمیت در این باره می‌نویسد: «او مصمم شد که تشکیلات اداری را براندازد، طبقه دهقانان را از ستمگری‌های گذشته آزاد کند و اصول مالیاتی را تغییر دهد. سپس مالیه و خزانه مملکت را سر و سامان داد، از مواجب و مستمری‌های گزاف شاهزادگان و درباریان و روحانیان کاست، برای پادشاه حقوق ثابت معین کرد، بر عایدات دولتی افزود و میان دخل‌وخرج موازنه برقرار کرد.» او با برقراری مالیات بر تیول واگذارشده یا مصادره تیول افرادی که سابقه خدمتگزاری به بیگانگان داشتند، بر درآمدهای دولت افزود.
طبیعی بود که در این مرحله اصلاح قوه نطامی وجهه همت میرزا تقی خانی باشد که یک فرد نظامی بود.
او به دلیل اشنایی با ارتش های مدرن در روسیه و مراوده با صاحب منصبان نظامی بیگانه بصورتی جدی به نوسازی سپاه همت گماشت.همچنین با استخدام استادان نظامی غربی و تشکیل یک ارتش منظم از قدرت قبایل کاست و شورش‌های منطقه‌ای را سرکوب کرد.
ازجمله اقدامات مهم امیرکبیر پایان دادن و سرکوب شورش محمدحسنخان سالار فرزند اللهیارخان آصف الدوله در خراسان (در نوروز ۱۲۶۶ ق) بود که وحدت ملی و یکپارچگی سرزمینی ایران را تهدید می کرد وجهه همت او در سرکوب خونین بابیان نیز همین بود.
مهمات‌سازی در این زمان رشد بسیاری کرد به طوری که در تهران ماهی هزار تفنگ و در اصفهان ۳۰۰ تفنگ ساخته می‌شد و توپ‌ریزی و باروت‌سازی تبریز که یادگار عهد عباس میرزا بود دوباره رونق گرفت و از شیوه غیر منظم میرزا اقاسی فاصله گرفت. در زمان‌های قبل از او مواجب اداره چندین هزار سرباز اخذ می‌شد در حالی که تعداد سربازان بسیار کمتر بود که غالبا حقوقشان هم پرداخت نمی‌شد، اما در زمان عزل امیر ارتش به گواه اسناد تاریخی سپاه ایران به ۱۳۷هزار و ۲۴۸ نفر رسیده بود و هزار توپ با گلوله‌های پنج تا ۱۲ کیلویی داشت.
.امیرکبیر در زمان حضورش در آذربایجان تجربه کافی در این زمینه اندوخته بود. او که قصد داشت از نفوذ بریتانیا و روسیه جلوگیری کند، مستشاران نظامی ایتالیایی و اتریشی را به استخدام درآورد تا تلاش عباس میرزا برای تجهیز یک ارتش منظم را ادامه دهد. سربازگیری بر اساس درآمد مالیاتی مناطق و حوزه‌های مختلف صورت می‌گرفت. تعداد سربازان ارتش به ۱۴۰ هزار نفر افزایش یافت، به سربازان جدیدترین تکنیک‌های جنگی آموزش داده شد و برای نخستین بار یک تیپ ارتش مجزا برای مسیحیان تشکیل شد که مشتمل بود از آشوریان ارومیه و ارامنهٔ جلفا در نزدیکی اصفهان (. رک: علی‌اکبر بینا، تاریخ سیاسی و دیپلماسی ایران از معاهده ترکمانچای تا عهدنامه صلح پاریس، ج ۲، تهران، دانشگاه تهران، ۱۳۴۸، صص۱۹۴ـ۱۹۲)
برای اینکه وابستگی ایران به تسلیحات نظامی روسیه و بریتانیا کاهش بیابد، امیرکبیر دستور داد تا کارخانجات تولید اسلحه در تهران، خراسان، آذربایجان، فارس و اصفهان راه‌اندازی شود و نیز کارخانهٔ توپ‌سازی در تهران تأسیس شد. او همچنین دستور داد تا قلعه‌هایی در مناطق مرزی و برخی مناطق استراتژیک داخلی ساخته شوند. آخر آنکه سیورسات نظامی به حالت مستمر و منسجم درآمد.(آدمیت امیر کبیر و ایران، ص ۳۰۶-۲۸۶، ۲۴-۳۲۱).
