都指挥使司设正二品都指挥使1人，从二品都指挥同知2人，正三品都指挥佥事4人。这些高级军官都不世袭，由朝廷从世袭军官中升任或从武举人中任命。
都指挥使及同知、佥事，以其中一人统领司事，称为掌印；一人负责练兵，一人负责屯田，称为佥书，有的则分管巡捕、军器、漕运、京操、备御等事务。
其下属有经历司正六品经历、正七品都事，断事司正六品断事、正七品副断事以及吏目等。
都司下设卫指挥使司、千户所、百户所。
卫指挥使司设置正三品卫指挥使、从三品指挥同知、正四品指挥佥事、从五品卫镇抚，其下属有从七品经历、正八品知事、从九品吏目、仓大使、副使等。
千户所设置正五品正千户、从五品副千户、从六品所镇抚，其下属为吏目。百户所设置正六品百户以及总旗、小旗。卫指挥使以下军官则都是世袭。
地方若有重大军务，须三司合议，并列署名向朝廷汇报。每年由朝廷巡抚、巡按对其进行监察，每五年汇总考选。
卫指挥使司编制5600人，分前、后、左、右、中5个千户所。千户所又分为10个百户所，每百户所112人，设百户负责统领。百户所设总旗2个，每总旗辖50人。小旗10个，每小旗辖10人。
此外，还有一种单独驻扎一个地方，直接归都指挥使司管辖指挥的千户所，叫做守御千户所；还有一种称为“御”的军事机构，管2到3个千户所。
卫所军队都有固定的戍所。卫所由朝廷根据各地的防卫、战略需要而设置，或数府一卫，或一府数卫，或一府、一州一个千户所，视各地战略地位之重要与否而定，固定驻屯戍守。
卫所大部分军队在各地屯田耕种，称为屯军，少部分驻守操练，称为旗军，定期轮换。战时奉命攻守。每逢战时，朝廷临时命将，并非都司指挥作战。卫所军队有事从征调发，无事则还归卫所。
卫所制度为明朝的最主要军事制度，从京城到各府州县，皆设立卫所。卫所是吸取中国历史屯田经验的一种寓兵于农，守屯结合的建军制度。其构想来自于隋唐时代的府兵制。朱元璋说：“吾养兵百万，不费百姓一粒米。
为维持卫所制的运行，朝廷制定了一套保障军队数目的军户制度。
军户是户籍属军籍之户。军户为世袭，管理颇严格，除籍十分困难，大致上除非丁尽户绝、家中有人成为高官或是皇帝敕免，是无法除军籍的。
军户如果逃避兵役，则称为逃军，要受到法律制裁。犯人充军入军籍，被称作恩军或长生军。犯人充军，严重影响大明军人的形象。
军户的主要义务，是出一男丁赴卫所当兵，称作正军，其他的子弟称作馀丁或军馀。正军赴卫所，至少要有一名馀丁随行，以助其生活。
由于军户负担沉重，故多给有田地，且正军免全部差役，而在营馀丁及原籍下的一丁亦可免差役，以保障其生活并供给正军生活。一般正军身死，即以户中壮丁补充。
军丁的分发地点，多以距离原籍地遥远且分散的方式，以防止逃兵。但长途的跋涉加上水土不服，给役卒带来不少痛苦。
正军服役于卫所，必须带妻同行，以安定生活并生儿育女。每一军人有房屋、田地，每月有固定的月粮。但实际情形则常分配不足，行军时则发给口粮，衣装则须自备，武器则由国家以工匠生产。
军士在营，分成守备和屯田二部分，比例不定，按时轮流。大明的军屯田地大约9000万亩。屯田固定上交粮食，以供给守备军及官吏，其目标在养兵而不耗国家财力。
明代中叶以后，卫所军官以及地方文官地主逐渐侵占军屯田地、私役军士耕种，军户制遭到破坏。由于军人生活困苦，逃兵甚多，卫所趋于崩溃。
嘉靖年间，一些卫所的逃亡军士达到总数的80%。由于边患严重，急需兵力，朝廷改采募兵制。
募兵不同于卫所军，不世袭，来去相对自由。但由于募兵制破坏了早期卫守制“兵帅分离”的构想，内阁必须将兵权下放于将领，朝廷无法完全掌控兵权，尤以戚继光的“戚家军”更为有名，军队逐渐转变成为个别军官所拥有的势力。
明朝共设置陕西都司、陕西行都司、山西都司、山西行都司、四川都司、四川行都司、湖广都司、湖广行都司、福建都司、福建行都司、山东都司、河南都司、浙江都司、江西都司、广东都司、广西都司、云南都司、贵州都司、万全都司、辽东都司、大宁都司，21个都司、行都司，以及特设的凤阳中都留守司。
21个都司、行都司中，有13个都司与布政使司同名。行都司是在都司驻守的省城之外，为辅助都司管理而增设的军事机构。
都司卫所本是军事建置，与行政区划无关。但是边境卫所也兼理民事，实际变成地方行政区划。因此，都司卫所有实土、非实土之分。不设府、州、县的地区，卫所兼理民政，为实土卫所，辽东都司全系实土，万全都司大半是实土。
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