Единого мнения исследователей о количестве войск у противостоящих сторон нет. По минимальным оценкам армия Тимура состояла из 140 тыс. воинов, по максимальным — из 350 тыс. В армии к моменту битвы было 32 боевых слона. Турок было явно меньше. Оценки их численности колеблются от 70 до 200 тыс. бойцов.
Комплектование монгольской армии к началу XV в. очень сильно изменилось. Армия приобрела черты профессионального войска. Каждый воин получал жалованье, размер которого колебался от цены двух до цены четырёх лошадей. Жалование десятника равнялось жалованью всего его десятка, жалованье сотника — жалованью 6 десятников. Сохранился десятичный принцип устройства войска, но выборность командного состава осталось лишь в десятках. Прочее начальство (от сотника и выше) назначалось.
Войско делилось на пехоту (из числа подвластных народов) и конницу. Конница подразделялась на лёгкую и тяжёлую. Кроме того, были особые подразделения понтонёров, обслуживания осадных машин, метателей «греческого огня».
В лёгкой коннице каждый воин имел на вооружении лук, 18–20 стрел, 10 запасных наконечников для стрел. Помимо этого он должен был иметь топор, пилу, шило, иглу, аркан, мешок-торсук (для воды). На 19 воинов полагалась кибитка. Все причисленные к лёгкой коннице имели по одной лошади.
Отборная тяжёлая конница имела шлемы, латы, мечи, луки со стрелами. Каждый воин обязан был иметь по две лошади. Кибитка выделялась на 5 человек.
Пехота монгольского войска была как бы прообразом драгун. Передвижения совершались на лошадях, а для боя, особенно в условиях пересечённой местности, воины спешивались. Кроме того, была организована специальная пехотная часть для действий в горной местности. Пехотинец имел меч, лук и до 30 стрел.
Вооружение тимуридского воина продолжало традиции центральноазиатского комплекта защитного доспеха. В целом можно отметить тенденцию к его усилению и утяжелению.
У тяжёлой конницы Тимура из защитного вооружения наибольшей популярностью начинает пользоваться кольчато-пластинчатая броня, которая удачно сочетает в себе элементы разных доспехов. Слабым местом кольчуги было то, что она не выдерживала удары с близкого расстояния, а сильной стороной — эластичность. Кольчато-пластинчатый доспех (бахтерец) был пластичным, гибким, но в то же время металлические пластины, вплетённые в доспех, позволяли выдержать удар с близкого расстояния и защищали от стрел, от которых на определённом расстоянии кольчуга почти не спасала. Появляются панцири из полос стали, которые носили с кольчугами. Металлические наплечники могли быть с пластинчатым прикрытием предплечий и с наплечником в виде богато декорированной выпуклой пластины. Руки прикрывали стальные наручи, которые состояли из двух частей: одна, большая, нижняя, прикрывала локоть, а вторая, меньшая, крепилась к первой при помощи шарниров. Наручи начинают усложняться, добавляется пластина для защиты кисти, а затем перчатка из мелких колечек и пластинок.
Очень активно в начале XV в. используются доспехи бригандинного типа, где металлические пластины приклёпываются к мягкой основе панциря с обратной стороны. Чаще всего подобные панцири не имели рукавов. На панцирях и на кольчуге на груди для дополнительной защиты закрепляют богато декорированные металлические диски (зерцало). Поверх кольчуги или доспехов могла надеваться верхняя одежда — халат.
Панцири приобретают либо длинный подол, если это панцирь бригандинного типа, или пластинчатые полы, которые прикрывают ноги до колена. Поножи в этот период изготавливали из двух половин, соединённых на шарнире; они приобретают дополнительную выпуклую чашечку для защиты колен. У всадников ступни ног начинают прикрываться кольчато-пластинчатой бронёй. В пехоте пластинчатые полы доспеха могли быть большой длины и прикрывать колени.
Наиболее распространённым типом шлема в тимуридском войске был сфероконический шлем с высоким шпилем. Характерной деталью этих шлемов становятся желобки, плавно сходящие на нет к шпилю, они могли идти либо прямо, либо волнообразно. По нижнему краю шлема шла полоса, где писались изречения из Корана. На нижний край шлема могла наматываться чалма. Шпиль шлема имел специальное отверстие, в которое закреплялся султан, могли быть и втульчатые навершия, в которые также мог закрепляться султан или небольшой матерчатый флажок. Нижний край шлема становится ровным. К шлему добавляется козырёк с наносником в виде металлической полосы, науши, которые начинают крепиться на шарнирах, и назатыльник. Возникает тип шлема, который впоследствии получил название «шапка иерихонская». Сфероконические шлемы снабжаются кольчужными бармицами и по старой традиции могут иметь личинные маски из металла.
В тяжёлой кавалерии используется конский доспех. Наголовья лошадей состоят из трёх частей, которые крепятся с помощью шарниров. Появляется пластинчатая броня для лошадей. Прикрытие также могло быть кольчатым или матерчатым, простёганным квадратами. Начинает использоваться для бронирования лошадей кольчато-пластинчатый доспех, который выйдет в дальнейшем в безусловные лидеры.
Наступательное оружие тимуридов было разнообразным. Сабли того периода приобретают большую длину, имеют слабый изгиб и часто — утолщение на конце (елмань). Перекрестье у них небольшое, прямое, рукоятка имеет слабый изгиб вперёд, навершие в виде уплощённого цилиндра. Сабли имели темляки, которые крепились сквозь отверстие в рукояти.
Часто использовали в тот период длинные ножи и кинжалы. Кинжалы были как прямые, так и изогнутой формы. Ножи носили в глубоких ножнах, из которых выглядывал лишь верх рукояти.
Вновь начинают пользоваться большой популярностью клевцы, так как острым «клювом» можно было пробить шлем противника, что хорошо видно на миниатюрах. Кроме того, используются боевые топорики, шестопёры и булавы.
Копья для удобства снабжали двумя ремёнными петлями, одна крепилась примерно посредине, а другая внизу. С помощью этих петель всадник носил копьё за плечом. Копьё, как и раньше, держат двумя руками, сидя в седле боком. Щит, судя по миниатюрам, чаще всего использовался в паре с саблей, булавой или клевцом.
Продолжают применять сложносоставные клеёные луки, хотя в пехоте наравне с луками распространяются арбалеты. Арбалетчики могли вести бой, прикрывшись большими деревянными щитами-павезами.
Войско Тимура было знакомо с огнестрельным оружием, но нет сведений о его применении в Анкарской битве.
Десятки, сотни, тысячи и тьмы для удобства управления на поле боя стали различаться цветом одежды, снаряжения, знамён, мастью лошадей.
Сохранялась система поощрений и наказаний. Но жестокие, основанные на круговой поруке порядки Чингиз-хана, когда за вину одного могли казнить десяток, постепенно вытеснялись мерами материального взыскания (удержания жалованья), или, наоборот, материального поощрения.
В бою войско строилось в глубокий боевой порядок с сильным резервом. Цепь разъездов подкреплялась авангардом, имевшим два крыла, за авангардом следовал сплошной линией главный авангард. Далее была первая линия, состоявшая из двух крыльев, каждая из которых имела свой частный авангард. По такому же принципу строилась вторая линия. За ней линией обычно ставились разделённые на два крыла вспомогательные войска союзников. И далее, наконец, шли разделённые на два крыла главные силы.
Тамерлан был приверженцем наступательной тактики. Врага били посредством последовательных методичных атак. «Девятая атака даёт победу», — говорил Тамерлан.
Распространение среди монголов ислама, естественно, повлияло на их мировоззрение, но вряд ли можно говорить о повышении боевого духа войска в связи с новой религией.
В армии был культ полководца. Тамерлан (1336–1405), ставший с 1370 г. эмиром Самарканда, доныне является легендарной фигурой, образцом полководца, доведшим до совершенства организацию своего войска и реализовавшим его боевые качества на практике.
Противостоящая «железному хромцу» турецкая армия также была очень сильным и боеспособным образованием. К концу XIV в. завершился процесс оформления военной системы Османской Турции. При султане Орхане (1281–1362) турецкое войско начинает делиться на пехотные («яя» или «пияде») и конные («мюселем») подразделения. Солдаты во время войны получали жалованье (1 акче ежедневно), а в мирные дни кормились от земли, за которую не платили налогов. Во второй половине XIV в. начинает складываться «сипахийская система». Сипахи — воины-всадники — «люди меча», составляли ядро турецкой армии. В чём-то их можно сравнить с западноевропейскими рыцарями. Основной обязанностью сипахов было участие в военных походах вместе с определённым количеством снаряжённых ими людей — джебели (буквально — латники). Джебели чаще всего были всадниками и находились на содержании у сипахов. В XIV в. условные земельные владения (тимары), с которых сипахи должны были получать доход для вооружения себя и джебели, были ненаследственными и находились на завоёванной (чаще всего) территории. Условное владение (в Западной Европе — феод), приносившее от 3 до 20 тыс. акче дохода, называлось «тимар», а сипах, владевший им, — «тимариот». Более крупные владения, «зеаметы», давали доходы от 20 до 100 тыс. акче, а владельцы их назывались «займами». Сипахи были наиболее массовой прослойкой складывающегося феодального общества. По сути они являлись феодальным ополчением. Подобно западноевропейским рыцарям сипахи выступали как тяжеловооружённая кавалерия.
