阵法
戚继光创造独特的“鸳鸯阵”，充分发挥集体互助、长短兵器结合的力量，机动灵活打击敌人。
建立车、骑、步相配的联合兵种，与敌人进行大规模决战；集中优势兵力进攻敌人防御重点，迅速瓦解歼灭敌人；伏兵奇袭，出其不意，攻其不备。
鸳鸯阵阵形以11人为一队，最前为队长，次二人一执长牌、一执藤牌，长牌手执长盾牌遮挡倭寇的箭矢、长枪，藤牌手执轻便的藤盾并带有标枪、腰刀，长牌手和藤牌手主要掩护后队前进，藤牌手除了掩护还可与敌近战。
再二人为狼筅手执狼筅，狼筅是利用南方生长的毛竹，选其老而坚实者，将竹端斜削成尖状，又留四周尖锐的枝枝丫，每支狼筅长3米左右，狼筅手利用狼筅前端的利刃刺杀敌人以掩护盾牌手的推进和后面长枪手的进击。
接着是四名手执长枪的长枪手，左右各二人，分别照应前面左右两边的盾牌手和狼筅手。再跟进的是两个手持“镗钯”的士兵担任警戒、支援等工作。如敌人迂回攻击，短兵手即持短刀冲上前去劈杀敌人。各种兵器分工明确，每人只要精熟自己那一种的操作，有效杀敌关键在于整体配合，令行禁止。最后一名是伙夫。
“鸳鸯阵”不但使矛与盾、长与短紧密结合，充分发挥了各种兵器的效能，而且阵形变化灵活。可以根据情况和作战需要变纵队为横队，变一阵为左右两小阵或左中右三小阵。
当变成两小阵时称：“两仪阵”，左右盾牌手分别随左右狼筅手、长枪手和短兵手，护卫其进攻；当变成三小阵时称“三才阵”，此时，狼筅手、长枪手和短兵手居中。盾牌手在左右两侧护卫。这种变化了的阵法又称“变鸳鸯阵”。此阵运用灵活机动，正好抑制住了倭寇优势的发挥。戚继光率领“戚家军”，经过“鸳鸯阵”法的演练后，在与倭寇的作战中，每战皆捷。这些都体现了戚继光军事思想的现代性，是戚家军百战百胜的重要原因。
领兵将略
戚继光出身于将门世家，从小受到父亲的影响和教育，学到许多行军打仗的学问。带兵打仗后，又不为书本知识所束缚，能够因地因时制宜，积极寻求制胜良策。他不喜欢书生式的高谈阔论，注重实际有效的军事学问，所著《纪效新书》和《练兵实纪》，便是其实际经验的总结。他还很善于向同时代人学习，如向俞大猷学习棍法，向唐顺之学习枪法，并以此训练士兵。这种注重实效，虚心学习的态度，使戚继光的军事才能成为一代名将，他所带领的戚家军从未遭受失败，成为抗倭的一只劲旅。
招募新兵 编组训练
明朝的基本武装力量是各地卫所军队，但到明朝中叶，各地卫所处于严重废弛状态，根本不能承担实际的战斗。针对这种局面，戚继光主张另行招募新军，并且认为只能用「乡野老实之人」，切忌用「城市游滑之人」。自嘉靖三十八年（1559）至四十二年（1563），戚继光先后三次深入浙江义乌，共招募一万余名农民和矿工。选定士兵后，对他们进行编组，按照年龄、身材和体质等条件，分别授与藤牌、狼箲、长枪、叉、刀等武器。一方面进行单个训练，另一方面进行营阵训练，以发挥整体的战斗力。通过建立新型的军队，对倭作战的被动局面得到根本的扭转。
军纪严明 赏罚必信
严明的军纪是胜利的保证。在平时的训练中，戚继光要士兵熟练掌握金鼓、号炮、旗帜的号令，要求做到统一步调，万为一体。作战时，全体官兵必须集体向前，一人退却则一人斩首，全队退却则队长斩首，队长殉职而全队退却则全队斩首。此外，戚继光还制定了各种赏罚措施，如设立固定的考选日期，武艺精通者予以奖赏，武艺生疏者予以处分。作战有功、被俘不屈、遵守军纪等，一律有赏；恃强霸道、讹言狂惑、偷摘瓜果、奸淫妇女等，一律论罪。采用这样的治军方针，戚继光造就了一支坚强的部队。
健全兵种 协同作战
戚继光在东南沿海抗倭时，所依靠的兵种主要是步兵和水师。步兵编制依次为队、旗、局、司、部、营，每队十二人，每营二千六百九十九人。队是基本单位，各人分持不同的武器，作战时集体配合，以「鸳鸯阵」对付敌人。步兵之外还有水师，为了协同作战，戚继光将不同船支配为一哨，二哨为一营，共设四营。北调蓟州后，为对付大规模的蒙古骑兵，戚继光将「鸳鸯阵」加以发展，创立了由车、骑、步相互配合的联合兵种。车兵抵御敌军的冲击，步兵以车为掩护出击敌军，骑兵则包抄突袭。各兵种协同作战，这在当时是十分先进的军事思想。
以众击寡 速战速决
戚继光在与倭寇作战时，经常采用以众击寡、速战速决的战术，这与沿海地形及倭寇的特点是分不开的。中国东部拥有漫长的海岸线，倭寇随时都会登陆，登陆后往往占据地形险要之处，向前推进时又常常小股分散。为了争取主动，必须用最快的速度调集军队，以绝对优势的兵力迅速消灭敌人。史称戚继光「临事则飙发电举」，他常以惊人的行军速度，像疾风骤雨一般，及时赶到数十百里之外，用优势兵力进攻敌人的防御重点，迅速将敌人瓦解、全歼。然后赶到援敌必经之地埋伏，待援敌经过，出其不意将其歼灭。
军制改革
明代名将戚继光不仅有一腔爱国热情和战场指挥才干，还是一位锐意进取、对军事制度进行改革的创新者，其行为成为当朝后期衰败阴暗局面中的一个亮点。
1555年，戚继光调赴浙江就任都指挥使之际，中国东部沿海正不断受到倭寇侵犯。一股40多人的倭寇登陆后竟深入腹地行程千里，从浙东窜入安徽、江苏，一路掠杀，还围绕南京城兜一大圈。当时在南京驻有军队12万人，却多不敢出战。最后这股倭寇虽然被歼，但军民伤亡竟达3000多人！
当时中国人口和军队数量都超过倭寇海盗多倍，倭寇海盗还非正规军，然而明军几十年间在沿海却陷于被动挨打的局面。仔细分析这一反常现象，可以看出当时中日双方在军事组织和战术上的差距。倭寇虽缺乏统一指挥，只以小股力量杀人越货，却体现出日本下层社会结构的严密，其大小头目对下属能施以严格管制和指挥，还采取了飘忽不定的狡诈战法并配备了仿西洋火枪而制成的鸟铳，因而屡屡以少胜多。明朝军队量多而质差，重要原因是因其实行“卫所”世兵制，每个“军户”出丁一人，代代不变。此制度建立后，士兵逃亡和换籍众多，至明中叶以后卫所出现大量空额，所剩残卒也多为军官役用，训练废弛。偌大的明王朝，纸面上兵力多达280万人，能作战的却十分有限。
戚继光奉命抗倭后，立即改革军制，不用卫所制的世兵，招募流亡农民和矿工，精选3000人组建新部队。这些士兵多受过倭祸之害，戚继光就此以“保国卫民”训导官兵，同时严肃军纪，实行“连坐法”，规定全队退却则队长斩首等法规，使所部战斗意志高昂。他还摈弃旧式“看武艺”的训练法，采取了鸳鸯阵等新战术，并建立了队、哨、营等新编制，组织调度比较灵活。戚继光还注重研究葡萄牙和日本的新式火器，仿制出鸟铳和“佛朗机”炮，从而使明军进入了冷热兵器混用的阶段。
军制改革后，这支军队出现在浙东沿海战场，抗倭形势很快改观。戚继光不把数量有限的部队分兵把口，而形成一个拳头主动出击，在台州九战九捷。大感惊恐的日本海盗转而窜扰福建、广东沿海后，戚家军也随之南调。戚继光根据倭寇在海边游动需要一些据点和岛屿作为巢穴的特点，也以主动攻击为主，其中夜袭横屿岛一仗歼敌2000人。戚家军经过在浙江、福建、广东三省转战10年，日本海盗因惧歼而不敢再犯。[6]
编练戚家军
戚家军成军于治世(相对明末)，所面对的敌人以倭寇中的萨摩人为主。戚家军赖以成名的，是严明的军纪，职业化的训练水平，东亚最先进的装备，百战百胜的战绩和高达十余万级的斩级记录。
戚家军嘉靖三十八年(1559)成军于浙江义乌，总兵力四千人，主力是义乌农民和矿工。自成军起，大小数百战未尝败绩。比较有名的大战有：嘉靖四十年台州之役，经新河、花街、上峰岭、藤岭、长沙等战斗，十三战十三捷，斩杀真倭3000余级，烧杀溺毙无算；福建之役，总兵力六千，经横屿、牛田、林墩三战，斩真倭5000余级，其中横屿之战是一场精彩的步炮协同作战，先以火炮击沉倭寇战船并轰击倭寇大营，再以突击队强行登陆突破倭寇本阵，斩杀倭寇头领。嘉靖四十二年莆田的平海卫、仙游、王仓坪、蔡丕岭四战，斩真倭20000余，另于广东剿灭勾结倭寇的海盗吴平，斩从倭30000,吴平逃亡海上。同时还创造了，以平均每22人伤亡，换取斩杀1000人的冷兵器时代“敌我伤亡比”的记录。
戚家军的胜利还建立在严格甚至是严酷的军法上：如果作战不力而战败，主将战死,所有偏将斩首；偏将战死，手下所有千总斩首，千总战死，手下所有百总斩首；百总战死，手下所有旗总斩首；旗总战死，手下队长斩首，队长战死，而手下士兵没有斩获，十名士兵全部斩首。斩级的赏赐也颇丰，每一级赏银40两。（相当12000元。）
戚家军的纪律严明也是闻名天下，但凡出征时有扰民行为的一律斩首示众，所以戚家军无论在哪里作战都能够获得当地百姓的支持，就连少数民族都愿意为之誓死效命，这样的军队在封建王朝是独一无二的.。
隆庆元年，戚继光及其老部下3000人调往京师，督阵蓟辽，编练车步骑营三万。隆庆二年，朵颜部酋长董狐狸入寇，戚继光以车营抵挡，俘董狐狸侄子长昂，董狐狸仅以身免，逼董狐狸扣关请罪；万历三年，长秃帅兀良哈入寇，戚继光又活捉长秃。
自嘉靖三十八年戚家军成军到万历十一年戚继光去职，戚家军共斩级万余级，这在日久承平的万历中兴时期是很恐怖的战绩。
戚家军的威名并没有因为戚继光的去职而低落，以戚家军为种子的浙兵一直是明后期国防力量的主力，万历朝鲜之役，浙兵首登平壤，立下头功。其中许多人还是戚继光的老部下，如攻克牡丹台的老将吴惟忠。袁崇焕的关宁铁骑最初也是由两万浙兵构成。
戚家军百战不败的原因在于戚继光的治军思想极为先进，以东亚最先进的武器装备部队，后膛的神威将军炮、佛郎机炮、大口径的加农炮发熕、鸟铳、倭刀、铁甲，戚家军的装备绝对是东亚第一，世界前列。要知道三十年之后的日本最强悍的萨摩兵团，全军有两万只火枪，却只有两门轻炮，全日本到了江户时代才开始有大型的火炮出现。而戚家军作为一支地方军队，其火器的先进程度甚至直逼京都神机营。
发明兵器
狼筅，戚家军的独创兵器，是一种在竹子上安装枪头，伪装性极强的武器。它的本质就是一种长矛，但还留有竹子刚砍下后留下的枝叶等等，适合在隐蔽地带埋伏时使用，枪杆极长，通常与盾牌配合使用，从远处杀伤倭寇。
戚氏军刀，一种融合了倭刀与中国传统大刀二者共同优点的兵器，它的刀身比与倭刀极为相似，锻造过程也极为考究，吸取了日本刀精工细作的特点，同时在刀身处也融合了中国传统的弧形缳首和手感更好的握把，便于单手使用（而这正是倭刀的致命缺点，即无法单手护持，防御力差），是一种攻防兼备的利器。
藤牌，用植物藤条编织的盾牌。乍看上去不堪一击，但防御力极强。
虎蹲炮，是为了弥补一些外国火器的缺点而创造的炮，这种炮“比鸟铳，一可当百”；比佛朗机更轻、更便于携带，野战时机动性强，防御则可控扼险隘，防御大队敌人，而且机动性又强，翻山越岭不在话下。
赛贡铳，铳长三尺，内装半斤火药，发射时用木马放在火药前面，再放入若干弹丸，在铳身下面垫着木块以调节射击角度。500人之间可装备五六门。
六和铳，用六块木板组成，外面装上铁箍，以防爆膛，在水陆均可用来近距离攻坚。
无敌神飞炮，仿造佛郎机制成，重约1050斤，一发500子，击宽20余丈。