編練新式陸海軍以加強國防，是清末新政的重要內容。其措施大致如下：（1）廢除武科，改設軍校：1901年停止武科的科舉考試，令各省仿北洋、兩江籌建武備學堂，1904年頒佈《陸軍學堂辦法》；（2）裁汰舊軍，編練新軍：1901年下諭全國各省「裁汰舊軍，編練常備軍」。1903年設立練兵處，旋令各省設立督練公所。1904年准在全國編練新軍（新建陸軍）三十六鎮（師）；（3）兵部改制：1906年，改兵部為陸軍部，將練兵處併入其中，後來又另設海軍部乃至軍諮府等；（4）培訓軍官，擴充陸軍：1903年，訂定軍官訓練制度。1905年，改北洋六鎮為新建陸軍。至1911年編成新軍十四鎮及二十旅約十九萬人。（5）建設軍事工業：1901年，設立湖北、上海及廣州三大兵工廠。（6）重整海軍：1902年，派海軍士官留學日本，在江陰設水師學堂，以馬尾船廠為修艦基地，在煙台及福州設海軍鎮守府。1908年，將現有南洋、北洋、湖廣艦隊共二十八艦合編為巡洋及巡江艦隊；同年草擬振興海軍計劃。1909年設「籌辦海軍事務處」，1910年進化為海軍部。

左圖：兵部火票曾是清朝傳遞軍機大事緊急文書的憑證。右圖：清陸軍部和海軍部大樓今貌。為革新國防，清政府於1906年改兵部為陸軍部，1910年又成立了海軍部。

左圖：晚清的武科學子，以練習傳統武術及參加武舉為晉身武官之路。右圖：清末兩江陸軍部編譯的《新訂步兵操法》。清末新政廢除不合時宜的武舉，以全新的軍事制度取代，一方面建軍校、練新軍，另一方面也推動大量年輕學子出洋學習軍事，當中到日本軍校學習陸軍者尤多。

清末，北洋新軍在演練機槍。

河北保定陸軍軍官學校紀念館內寫有「軍魂」字樣的尚武堂。清末廣設新式軍事學堂，保定陸軍軍官學校習稱「保定軍校」，前身為清末新政時期設立的北洋陸軍速成武備學堂、陸軍速成學堂、陸軍軍官學堂，是中國歷史上第一所正規高等軍事學府。

訓練中的陝西新軍。除了北洋新軍，清末各省都積極組建新軍。

1906年湖北新軍將官與當地官員合影。前排右三為第二十一混成協協統黎元洪。

1908年11月，安徽安慶，新軍太湖秋操（秋季軍事操練）現場。檢閱大臣包括陸軍部尚書蔭昌（左一）、兩江總督端方（左二）。　　

1911年8月，中國海圻號巡洋艦訪問美國紐約。甲午戰爭後，清廷已着手重建海軍。清末新政期間，海軍發展速度加快。

清末兩幅海軍學員的圖片，左圖：南京江南水師學堂學生練習登桅杆；右圖：天津水師學堂學生合影。除了計劃對外購買和自行建造新艦外，清廷亦積極培養海軍人才，成績優異者會送到英、日等國受訓。

湖北兵工廠。該廠原名漢陽兵工廠，1890年由湖廣總督張之洞籌辦，1904年改名湖北兵工廠，是近代中國其中一項重要軍事工業建設。

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