唐朝时期由于对外战争频发，军事体制改变非常快，即使是唐玄宗时期都有都护府、节度使的变化。在都护府统治时期，军事系统的设立主要是根据人数和重要程度划分。人数多的被称为军，小一些的叫做守捉城、城、镇。军有经略使，守捉城有守捉使。安西都护府就有安西四镇用来驻军。各个军事重镇的负责人都是通晓军事的副大都护。在各地军事归节度使管理时期，西域出现了安西节度使、北庭节度使、伊西节度使。节度使下属有副使一人,行军司马一人, 刺官二人, 掌书记一人, 参军若干人, 随军四人。《长安十二时辰》中书生程参最后选择去西域从军。历史原型就是长期在西北军中担任掌书记、参军、司马等职务的边塞诗人岑参。除了军镇的部队，少数民族聚居区也有自己的武装部队。他们的日常工作是维持本地的治安。一旦开战就又会配合军镇部队作战，归属于都护调遣。
由于从内地向西域运送粮草路途遥远、损耗很大，西域驻军只能靠屯田尽量维持后勤的自给。西域设置有营田使，统领军屯的事务。根据当地驻军的规模、驻地位置、自然环境的差异，各级军事组织都被安排了一定量的屯田生产任务。《唐六典》记载：天下诸州郡屯田，西域安西都护府有二十屯, 疏勒有七屯, 焉省有七屯.共三十四屯, 北毯都护府有二十屯, 伊杏军一屯, 天山军一屯, 共二十二屯。天山南北各军合计屯垦五十六屯。这些屯田需要的人口大多是内地来的青壮年，战时作战，平时从事生产。也有部分被政府招募来的志愿兵加入了西域驻屯军的队伍，他们的亲属被政府允许一起随军，建设边疆。
2. 下马管民：都护府民事系统
唐朝的行政机构已经由两晋南北朝的州郡县制变成州县制。每个州下下辖部分县，重要的州称为府。唐在西域的行政区划也仿照内地，在人口聚居区设立了州，下属有县、乡、里。州中最高长官为刺史，拥有州里事情的决定权，他有辅助工作的副职官员--别驾、长史、司马。负责管理治安、司法、财政的部门为州中的功曹、法曹、仓曹等。令人惊讶的是，当时的行政部门中居然医学博士职务，对于管辖区的疾病卫生情况负责。乡里主要是耆老、里长直接管理。
