กองทัพเรือไทย
พ.ศ. 2394 ในสมัยพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว กิจการทหารเรือเริ่มแบ่งออกมาชัดเจน และแบ่งเป็น 2 ส่วน คือ ทหารเรือวังหลวง (ทหารมะรีนสำหรับเรือรบ) ขึ้นตรงกับสมเด็จเจ้าพระยาบรมมหาศรีสุริยวงศ์ (ช่วง บุนนาค) สมุหพระกลาโหม และ ทหารเรือวังหน้า ขึ้นตรงกับพระบาทสมเด็จพระปิ่นเกล้าเจ้าอยู่หัว โดยทหารเรือวังหน้ามีหน่วยขึ้นในสังกัด คือ กรมเรือกลไฟ กรมอาสาจาม และกองทะเล (บางทีเรียกว่ากองกะลาสี) ส่วนกรมอรสุมพลมีหน่วยขึ้นในสังกัด คือ กรมเรือกลไฟ กรมอาสามอญ และกรมอาสาจาม ซึ่งทหารทั้งสองหน่วยนี้เป็นอิสระจากกัน
กองทัพบกไทย
รัชสมัยพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้มีการปรับปรุงการทหารให้เจริญก้าวหน้ายิ่งขึ้น โดยจัดให้มีการจัดหน่วยทหารราบและทหารปืนใหญ่ขึ้น เป็นหน่วยประจำการ มีการนำชาวรามัญ จากเมืองนครเขื่อนขันธ์ (พระประแดง) และเมืองปทุมธานี  มาฝึกหัดเป็นทหารซีปอย ที่ริเริ่มมาตั้งแต่รัชสมัยพระบาทสมเด็จพระพุทธเลิศหล้านภาลัย และมีการจัดพวกญวนมาฝึกหัดเป็นทหารปืนใหญ่ โดยให้แต่งการแบบทหารซีปอย นอกจากนี้ เพื่อป้องกันข้าศึกที่ยกมาทางบก ณ บริเวณพื้นที่ชายแดนที่ติดกับประเทศเพื่อนบ้านคือ ทางด้านตะวันออกติดกับกัมพูชา ทางด้านใต้ติดกับมะลายู และทางด้านตะวันตกติดกับพม่า จึงได้มีการสร้างป้อมปราการขึ้นใน 3 ทิศ ดังนี้รัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว และ พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ประเทศสยามได้เผชิญกับการคุกคามจากชาติตะวันตก มีการบีบบังคับให้เซ็นสนธิสัญญาทางการค้าที่ไม่เป็นธรรม มีการส่งเรือรบมาปิดปากแม่น้ำเจ้าพระยาในวิกฤตการณ์ ร.ศ. 112 มีการสู้รบและเกิดการปิดล้อมกรุงเทพ ประเทศสยามต้องสูญเสียดินแดนฝั่งซ้ายของแม่น้ำโขง และดินแดนส่วนอื่นๆให้กับชาติตะวันตก ดังนั้นในรัชสมัยของพระเจ้าอยู่หัวทั้งสองรัชกาลนี้ ได้มีการปฏิรูปการทหารครั้งใหญ่ให้ทันสมัย และเป็นแบบอย่างตะวันตก การปฏิรูปการทหารบกของไทยเป็นแบบตะวันตก ในรัชกาลพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว คือต้นแบบของกิจการทหารบกสมัยปัจจุบัน