为了巩固封建统治，西汉建立了比秦朝更为完备的武装力量。西汉前期是实行征兵制，以正卒两支来守卫京师。一支为南军，守卫宫城，归卫尉率领；另一支为北军，保卫京师，归中尉率领。两支各有两万人。武帝时，各减至一万人。正卒一年一轮换，不利于保卫京师。武帝着手组建职业兵为侍从军和禁卫军。
期门骑兵
公元前138年，汉武帝即位的第三年，汉武帝决定在郎卫内部增设一个叫做“期门”的禁卫组织，拉开了军事改革的序幕。“期门”的意思是殿门，也就是随时等候在殿门外，听候皇帝的调遣。期门主官称为“仆射”。汉武帝喜欢微服出访，身着便衣巡视长安郊县。他在微服出访时自称“平阳侯”，只带少数随从，骑马出行。期门的主要任务，就是在汉武帝微服出行时，担任汉武帝的便衣侍卫——至少在刚刚建立时是如此规定的。
最早的期门卫士是在郎卫内部选拔的。但汉武帝很快就把期门作为一块特殊的试验田经营起来。他在关东、陇西、天水、安定、北地、上郡、两河等六郡良家子中，开始选拔新的期门卫士。这六个郡都距离长安不远，而且历来以出优秀骑兵著称，即所谓“六郡骑士”。汉武帝希望亲自训练期门，培育出一支精锐骑兵。
汉武帝如此行事自有其道理。西汉军事制度继承自战国时期的普遍征兵制，每个适龄青年都要在二十三岁开始服役两年，之后转入预备役。在诸侯王国之间以步兵为主的战争中，这样的兵役制度无疑能够提供庞大的兵力补充。但是，这样的军队却不适应与匈奴之间的战争。兵力强大、行动迟缓的步兵集团尽管无坚不摧，但是却无法在北方的广袤原野上抓住行动快捷、来去如风的游牧骑兵。
在人口稀少、粮食全靠长途运输的北方草原作战时，庞大兵力所带来的巨大粮食消耗，则成为比敌军更加难以对付的敌人。审视汉王朝前七十年与匈奴交战的历史，汉武帝认为，汉军必须建立一支精锐的骑兵部队。这支骑兵部队不仅能像传统的汉族骑兵那样执锐冲坚，而且能够像匈奴人一样长途奔袭，大漠猎逐。而期门，就将是这支新型骑兵的孵化场与军事学校。
和只需要学习队列、射弩和刺杀等一般性军事技能的义务兵不同，这种新型骑兵不仅需要精通骑射与格斗，还要学会野外生存、照顾马匹、辨向导航、长途追踪等等高级军事技能和指挥技能。因此，期门没有南北军中严格限定的服役期限。他们长期服役，反复打磨自己的军事技能，成为远超普通士兵的职业战士。为了训练期门骑兵，武帝经常率领他们在野兽出没的山林里骑马射猎，甚至亲自示范与熊等猛兽搏斗。
据说，有一次，武帝率领期门骑兵到长安周边打猎。他们晓伏夜行，在田野之间追逐野猪、狐狸，踩坏了很多庄稼。受害的农民不干了，告到县令那里。县令大怒，说哪儿来的“平阳侯”？八成是哪个京城恶少招摇撞骗来了。于是县令点起手下，把武帝一行人围住不放。骑士们好说歹说，最后不得不拿出皇帝的御物表明身份，县令才把他们放走。
从此以后，武帝也觉得老是这样出去打猎实有扰民的问题。于是，他下令修建上林苑，专门作为期门军骑马射猎与军事训练的用地。随着上林苑的建立，期门军的训练走上的正轨，很快扩充到1500人左右。
羽林孤儿
太初元年（公元前104年），汉武帝又在期门之外，光禄勋（原郎中令）属下，新建一支武装力量——建章骑营。建章宫是武帝在长安城外，邻接长安城墙的西侧修建的一座大型离宫。武帝中年以后长期流连于此。建章骑营建立的初衷，就是负责该离宫的警卫。
不久，建章骑营改名羽林军。羽林原本是二十八宿之一，属于北方玄武，在中国的古星象学说中代表军队。羽林军总兵力约2500人，羽林军的士卒叫“羽林郎”，首领叫做“羽林令”，副职叫做“羽林丞”。他们全都是汉匈战争中牺牲的烈士子弟，因此又号“羽林孤儿”。他们从小在军营中长大，接受严格的军事训练，长大后编入羽林军。他们和期门一样，没有服役时间限制，长期在军营中服役。
和主要在微服出巡中护卫皇帝的期门不同，羽林军是武帝正式出巡时的正规仪仗队。他们身着华丽的盔甲，手举用牦牛尾装饰起来的大旗，骑马行进在皇帝车驾之前，为皇帝开路。羽林孤儿是西汉王朝厚待烈士子弟的标志，羽林也由此成为一种延续军事传统与家族荣誉的象征，地位得到进一步提高和认可。
《汉书》载：“武帝太初元年，初置建章营骑，后更名羽林骑，属光禄勋。又取从军死事之子孙，养羽林官，教以五兵，号羽林孤儿。”羽林军和期门军一样，既是武帝的禁卫，又是特殊的军官学校。
