进入元朝之后，蒙古各部仍实行成年男子皆兵的兵役制度。其他民族的人，则由国家强行指定一部分百姓承担服兵役的义务，他们的户籍与其他百姓分开，另行管理，实行军户制度。蒙古国时期的签军和定立军籍，进入元朝后继续进行。到至元十六年（）以前，探马赤军和汉军士兵的军籍确定工作基本完成；至元二十年到二十七年，又定立了新附军人军籍。军户由此分成汉军军户、探马赤军户（也称蒙古军户）和新附军户三种。

汉军军户的签发是以民户的财产和劳动力状况为根据的，一般取之于中户，但是各军户的财产和劳动力情况往往有很大差别。针对部分军户无丁或无力服兵役的情况，政府很快推行了正、贴户制，依据军户的不同状况，以两三户或四五户合出军名，出人当兵的户叫做正军户，又称军头，其他各户出钱资助，称为贴军户，由政府指定，不能随意改变。如果正军户缺乏可以当兵的合适人丁，由有丁的贴军户顶替，改为正军户出钱资助。一旦正军户中有了合适的人丁，便要继续出军。

探马赤军户原来出自蒙古各部，新附军户来源于元朝政府招收的南宋降军，都没有财产依据，不实行几户合出一军的制度，但是某些探马赤军户原来拥有的驱口释放为民之后，按照政府的规定，就成为旧主人的贴军户，出钱资助出军。新附军户都没有贴户。

军户履行服兵役的义务，必须以“正身”（本人）应役，不得逃避或以他人代役。如军人在出征或出戌时逃亡，要到原籍勾取他的兄弟子侄来顶替。军人阵亡或病死，军户可以享受“存恤”的待遇。侍卫亲军和屯田、镇戍军人，无战事时轮流休假，轮换时间各有不同，短的每年都可以轮换休息，长的年或年才能休假一次。

军户的武器装备，探马赤军户仍要自备；汉军军人服役期间，由政府发给冬夏军装，配备武器，并按月发放口粮；服装的不足部分以及其他装备与开支，由军户自理。正军户和贴军户凑齐出征、出戍军人的所有费用，定期送到军中，称为“封椿”钱（又称作“封装”钱）。新附军人的装备全由政府供给，家属还要每月由政府发放口粮。作为军户承担兵役的补偿，元朝政府在赋役方面对军户实行豁免和优待。

奥鲁是管理军户的机构。探马赤军万户中原来设立的奥鲁官，建立都万户府后，陆续撤罢，由都万户府下属的万户府和千户所直接管理探马赤军户。汉军奥鲁，在忽必烈即位后从各汉军万户下分出来，由各路、府、州、县的管民官兼管。新附军户由所在军府的管军军官直接管理，没有奥鲁的设置。奥鲁的主要职责是征发军户服兵役和征取封椿钱。军户犯罪，奥鲁官要协助审理。

军户制的实行，可以保证军队有稳定的兵源，又可以维持一支庞大的军队而使政府负担不致过重。但是，军户制也有许多难以克服的矛盾。军户负担过重，再加上军官的残酷剥削和压迫，常常导致军人逃亡和军户破产。到了元朝中期，这种现象愈来愈严重，军户制受到严重破坏。到元末农民战争前夕，军户制已经完全崩溃。

军事职官制度

蒙古国和元朝，都实行军官世袭制度。蒙古千户长、百户长去职，由子孙袭任本职；探马赤军和汉军军官战死，子孙袭其原职；病死则子孙降二等袭职。承袭者必须年满岁，按照规定要进行武艺和文化考核。原来，承袭者可以是儿子，也可以是兄弟子侄。由于承袭顺序不清楚，经常发生争执。仁宗时特别作出规定，必须由嫡长子承袭，其次是嫡长孙。这是第一顺序。如果没嫡长子孙或嫡长子孙不够承袭年龄，则改由第二顺序，即庶子和兄弟、侄等承袭。嫡长子孙及龄后，第二顺序承袭者要将职位交回他们手中。