1895年，清廷在中日甲午战争中惨败，花重金组建的北洋水师也全军覆没。很明显，原湘军、淮军、防军、练军是介于封建和近代军制的混合体，已经明显不适应形势发展的需要。《辛丑条约》的签订，迫使清政府下定决心进行军事制度改革。
1894年5月，广西按察使胡燏棻上奏朝廷，痛陈旧军之弊，提出军制改革，之后清政府命其在天津小站编练新军，新军定名“定武军”。次年，袁世凯受命接替练兵事务，将新军改名为“新建陆军”，在此基础上发展为“北洋新军”。与此同时，两广总督张之洞在南京编练“自强军”。尽管清政府三令五申命各省按西法练兵，但仅有袁世凯、张之洞等人在直、苏、鄂三省积极行动，其余省份应者寥寥，新军编练流于空谈，因而北洋、自强两支新军建设始终走在全国前列。
1902年，清政府设立练兵处，诏谕全国推广北洋、自强新军经验，计划在全国编练新军36镇，以北洋新军作为中央军，以各省新军为地方军，将原有的防军、练军和其他旧军(旗兵除外)汰弱留强，一律改为巡防营。各省加快了编练步伐。至1911年，清政府已练成新军十四镇、十八混成协、四标和一支禁卫军，总兵力约16万，其中北洋新军建成六镇，兵力9万余人，占全国新军总额过半。
相对八旗、绿营和湘淮军而言的，新军主要有以下几个特点：
一是编制采用先进的德日近代陆军模式。作战单位分为镇、协、标、营、队、排、棚七级，相当于师、旅、团、营、连、排、班，兵种分为步、马、炮、工程、辎重五类。每镇官兵定额12512人，平时以2镇为1军，作战时以二至四镇合编成军，各兵种协作配合，极大地提高了整体实战能力。
二是装备全用洋枪洋炮和训练操练全盘西化。北洋新军聘请外国军官充任各兵种教习，最多时仅日本人就聘请了174个。自强军委派德国军官统领，下属各营军官均由洋人担任，华人仅任副职，而且多为国内武备学堂毕业生或学习军事的留学生。新军通过购置外国武器，全面淘汰旧式冷兵器，尤其是北洋新军统一装备奥地利“曼利夏”步枪、马枪和左轮手枪，炮兵全部装备德国格鲁森快炮，成为清政府实力最强的精锐部队。
三是士兵选募和军纪极为严格。新军的中、下级军官新军集兵方式采用募兵制，在体格、嗜好及文化程度上有严格规定。一般要求应征者为16-25周岁，身高1.6米以上，具备一定文化程度，“力大限举百斤以外”，“步行一时二十里以外”，“五官不齐，体质软弱，有目疾、暗疾者不收”，“曾吸食洋烟、素不安分、犯有事案者不收”，湖北新军征兵还举行招录考试。符合上述条件，还得通过三代政审、第三方担保才能正式入伍。士兵入伍后要严格遵守一系列纪律章程，违者会被严惩。经过严格的挑选约束，新军士兵总体素质远比旧军优良。
四是新军现代化人才培养体系较为完备。新军设立了多种类型军事学堂，培养兵法、器械、测绘、通讯、医疗、编译等军需人才，开设数学、物理、化学、地理等教学课程，选派优秀士官远赴欧日留学。从军事学堂毕业和留学归来的士官极受清政府器重，全被安排到各级营队担任军官，不少人还成长为高级将领。
但是，清朝灭亡也恰恰在新军手里。这是因为新军从一开始就带有封建军阀私人属性。各省新军征兵、筹饷、训练、军官任用等具体事务都掌握在督抚手中，从其初创就不同程度具有半私人武装特征。各地新军只唯长官马首是瞻，根本谈不上效忠朝廷。尤其北洋新军，被袁世凯用封建宗法手段极力控制，最终演变为袁世凯的私人军阀集团。再加上新军之中资产阶级革命力量的不断发展壮大，后来在辛亥革命中成为推翻清朝统治的中坚力量。但是，由于新军本身的历史局限性他们在新的历史舞台上并没有继续扮演革命角色，最终沦为了军阀割据、争权夺利的工具。
