戚繼光出身於將門世家，從小受到父親的影響和教育，學到許多行軍打仗的學問。帶兵打仗後，又不為書本知識所束縛，能夠因地因時制宜，積極尋求制勝良策。他不喜歡書生式的高談闊論，注重實際有效的軍事學問，所著《紀效新書》和《練兵實紀》，便是其實際經驗的總結。他還善於向同時代的人學習，如向俞大猷學習棍法，向唐順之學習槍法，並以此訓練士兵。這種注重實效，虛心學習的態度，使戚繼光的軍事才能遠遠超過常人，他所帶領的戚家軍從未遭受失敗，勝利記錄無人可比。

明朝的基本武裝力量是各地衞所，但到明朝中葉，各地衞所處於嚴重廢弛狀態，根本不能承擔實際的戰鬥。針對這種局面，戚繼光主張另行招募新軍，並且認為只能用「鄉野老實之人」，切忌用「城市遊滑之人」。自明嘉靖三十八年（1559年）至四十二年（1563年），戚繼光先後三次深入浙江義烏，共招募一萬餘名農民和礦工。選定士兵後，對他們進行編組，按照年齡、身材和體質等條件，分別授與藤牌、狼箲、長槍、叉、刀等武器。一方面進行單個訓練，另一方面進行營陣訓練，以發揮整體的戰鬥力。通過建立新型的軍隊，對倭作戰的被動局面得到根本扭轉。

嚴明的軍紀是勝利的保證。在平時的訓練中，戚繼光要士兵熟練掌握金鼓、號炮、旗幟的號令，要求做到統一步調，萬為一體。作戰時，全體官兵必須集體向前，一人退卻則一人斬首，全隊退卻則隊長斬首，隊長殉職而全隊退卻則全隊斬首。此外，戚繼光賞罰分明，如設立固定的考選日期，武藝精通者予以獎賞，武藝生疏者予以處分。作戰有功、被俘不屈、遵守軍紀等，一律有賞；恃強霸道、訛言狂惑、偷摘瓜果、姦淫婦女等，一律論罪。採用這樣的治軍方針，戚繼光造就了一支堅強的部隊。

戚繼光在東南沿海抗倭時，所依靠的兵種主要是步兵和水師。步兵編制依次為隊、旗、局、司、部、營，每隊12人，每營2,699人。隊是基本單位，各人分持不同的武器，作戰時集體配合，以「鴛鴦陣」對付敵人。步兵之外還有水師，為了協同作戰，戚繼光將不同船支配為一哨，二哨為一營，共設四營。北調薊州後，為對付大規模的蒙古騎兵，戚繼光將「鴛鴦陣」加以發展，創立了由車、騎、步相互配合的聯合兵種。車兵抵禦敵軍的衝擊，步兵以車為掩護出擊敵軍，騎兵則包抄突襲。各兵種協同作戰，這在當時是十分先進的軍事思想。

戚繼光在與倭寇作戰時，經常採用以眾擊寡、速戰速決的戰術，這與沿海地形及倭寇的特點是分不開的。中國東部擁有漫長的海岸線，倭寇隨時都會登陸，登陸後往往佔據地形險要之處，向前推進時又常常小股分散。為了爭取主動，必須用最快的速度調集軍隊，以絕對優勢的兵力迅速消滅敵人。史稱戚繼光「臨事則飆發電舉」，他常以驚人的行軍速度，像疾風驟雨一般，及時趕到數十百里之外，用優勢兵力進攻敵人的防禦重點，迅速將敵人瓦解、全殲。然後趕到援敵必經之地埋伏，待援敵經過，出其不意將其殲滅。