为适应复杂的战法，明太宗对军队建制也作出了重要变革，形成了以著名的京师三大营为代表的新军制。
明军的建军思想总体仿宋制，在全国设立了二十个左右的军镇，在京师设京营，理论上要求京营的战斗力不低于任何一镇，类似于宋军的三衙司。但明军超高的火器装备率、骑兵比例以及由此而来的重甲兵比例下降都产生了质的飞跃。
京营主要分五军、三千、神机三大营。其中，五军营是明太祖时的京城戍卫，约二十万人，明太宗分为中军、左右掖和左右哨，合称五军营。五军营应该算综合型部队，除海军外兵种很齐全，明太宗亲征时五军营主要作为御营军和后备部队。不过明英宗之后明帝便再少亲征，五军营便逐渐退化成了仪仗队和军训夏令营。
三千营最初就是朱棣向宁王借的那三千蒙古骑兵。尽管人数很少，但屡立奇功，不止一次救了朱棣的命，所以明太宗将他们编为京师三大营之一。三千营到后来远远不止三千骑，也不再以蒙古人为主，三千营这个名号只是代表这支部队的光荣历史，当然，也是朱棣在纪念自己当年不怕麻烦，远赴大宁借来三千蒙古骑兵的英明决断。
神机营则是明军最经典的一支战队，也是火器时代早期最经典的一支陆军，堪与西班牙龙骑兵、荷兰莫里斯方阵相比肩。神机是明朝对火药武器的泛称，神机营当然就是主要的火器部队，永乐枪阵便主要由神机营承担。在欧洲近代战争中，德意志帝国腓特烈大帝（Friedrich II）的普鲁士线形枪阵和法兰西帝国拿破仑皇帝（Napoléon Bonaparte）的炮骑联阵均是在永乐枪阵基础上的改进版，都曾威震欧陆，所向披靡。当然，战阵中的火枪兵只是前台，他们的背后还有一套极为庞大的训练、生产、研发体系。明帝国是最早对火药武器进行系统研发的大帝国，三眼铳、迅雷铳、虎蹲炮、大将军炮，各式火器令人眼花缭乱。使用不同火器的部队应该算不同兵种，所以神机营的兵种最为复杂。
而三大营的协同作战更是异常复杂，士兵和指挥官不经过严格的科学训练能走上岗位吗？军队背后的组织、后勤、装备体系更是庞大得令前人无法想象，更需要一个庞大的工业经济体系来支撑，这些都远非将领的“天赋”和士卒的“尚武精神”所能仰望。
然而本雅失里和阿鲁台现在就还停留在这个阶段，其实从他们打丘福来看，天赋还真不错，坚持在他们身边的蒙古勇士也很有精神。可惜这一切在明军的钢刀和铅弹面前都只是浮云。史载神机营的射手们有时可一枪击毙两名蒙军，而从蒙古骑兵中千挑万选出的三千营砍杀普通同胞更不在话下。本雅失里轻松大败，放弃斡难河圣地，仅带七骑向西逃入瓦剌寻求庇护。明军回师途中，侦骑又捕捉到阿鲁台部的行踪，明太宗率军追击。阿鲁台又使出诈降招数，明太宗也不是不接受，但同时也让军队严阵以待。阿鲁台诈降不成，也只好硬着头皮进攻，大败后率残部向东逃入兴安岭避难。
明太宗首次北征便在蒙古人的斡难河圣地大获全胜，打垮了代表蒙古正统的鞑靼部。回师途中，明太宗登临擒胡山（今蒙古国苏赫巴托省纳兰苏木市白石山），在山顶留下御制石刻：
翰海为镡，天山为锷。一扫胡尘，永清沙漠。
这不就是“燕然勒石”吗？整整一千四百年，中华帝国终于再次将自己的军功章刻入了草原深处。而这一次还是由一位皇帝亲自做到的，若以此说明太宗是帝国史上头号战神皇帝，相信汉武帝、唐太宗，包括他的“好圣孙”明宣宗都是可以认同的吧！
当然，草原问题不是靠一两次大胜就可以解决的，明太宗还需重拾隋文帝分制东西突厥的战略。第一次北征打垮了鞑靼部的实力基础，扼杀了黄金家族复兴的苗头。但瓦剌趁机崛起，明太宗册封的顺宁王马哈木弑杀本雅失里，另寻黄金家族后裔为大汗。另一边阿鲁台也另立一位大汗，从此草原就形成了鞑靼、瓦剌东西对峙的局面。不过鞑靼被明太宗重创后，瓦剌大有一统草原的趋势。于是在永乐十三年（1415），明太宗第二次亲征，格式和上次差不多，只不过这次的打击目标变成了瓦剌。双方进行了著名的忽兰忽失温大会战（地点在今蒙古国首都乌兰巴托），激战一整天，瓦剌军终于败走，明军穷追至土剌河（今蒙古国图拉河）而还。这一次狠狠打击了野心勃勃的马哈木，拯救了奄奄一息的阿鲁台，避免了瓦剌一统草原。
但翻过身来的阿鲁台又差点把瓦剌掐死。于是，明太宗又进行了第三次亲征，打退阿鲁台，保住了瓦剌。之后鞑靼和瓦剌就这样不停地互相打，但谁跳起来明太宗就把谁按下去。当然，蒙古人也不是傻子，多搞几次人家也明白是怎么回事了。永乐二十二年（1424），明太宗第五次亲征漠北，他的浩荡大军开入草原深处，一路却一个鞑靼人的影子也没看见。当明军毫无阻碍地到达阿鲁台牙帐所在地时，却发现早已人去帐空。侦察兵侦察了遗迹后的回报更让明太宗大吃一惊：此地的野草都已经发育完全，草地上的车辙印也已经模糊，据判断阿鲁台已经率众离开至少一年了。
预计你要来，敌人提前一年就跑了！
第五次亲征完全扑空，明太宗带着大军悻悻地离开草原。明军回师至榆木川（今蒙古国海拉尔河），六十四岁的明太宗在军营中溘然长逝。这位马上天子生于群雄并起的烽烟里，死在亲征的归途中！遗憾的是，上天未能给他一个真正的敌手，让他尽情展示惊人的军事才华。
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