軍事是洋務運動的重點，洋務派試圖通過強軍來強國，為此，他們開展了大量軍事建設工作。在建設新式軍隊的同時，洋務派意識到培養新式軍事人才的必要性。於是，一批以培養軍事人員為目的的軍事院校相繼出現。
1885年，直隸總督兼北洋大臣李鴻章在天津創辦了天津武備學堂，這是近代中國第一所培養陸軍人才的軍事院校。這個武備學堂對近代中國影響巨大，北洋軍閥段祺瑞、馮國璋、曹錕、吳佩孚等，均為武備學堂的學生。看到天津武備學堂的成果之後，清政府下令各省添設武備學堂，各省均仿照天津武備學堂來設立各自的武備學堂。
正是在這樣的背景下，張之洞也在湖北設立了武備學堂。
武備學堂的首要任務是培養新式軍事人才，而當時列強中，德國陸軍最有戰鬥力，張之洞就聘請了一批德國教官。學堂要教授的是新式軍事知識，這就需要學員有一定的文化基礎，因而，在招收學員時，張之洞很重視學員的文化程度，學員都是在科舉考試中取得一定成績的人。入學的學員年齡一般都在20歲左右，他們既可以參加一年的速成班，也能進入三年的正式班。優秀的學生畢業後還有機會出國深造。
在課程安排上，學員既要學習軍事理論，也要學習軍事實踐。理論課被稱為“學科”，內容有軍械學、算學、測繪、地圖學、各國戰史、營壘、鋪橋築路、陣地的攻守轉換等。實踐課被稱為“術科”，有槍隊、炮隊、馬隊、營壘、工程隊、行軍炮台、行軍鐵路、行軍電線、行軍旱雷、試演測量、演習體操等。
張之洞雖然是在培養新式軍事人才，但是，他培養軍事人才的目的是要服務於大清國，是要維護封建統治，維護儒家的價值觀。所以，在給學員傳授新式軍事觀念的同時，張之洞也很注意對學員進行傳統思想的灌輸。他要求學員在學習主科的同時，也不能放鬆學習傳統的儒家典籍，以便鞏固根本，端正思想。由此可見，早在百餘年前，張之洞就已經意識到了思想教育工作的重要性。
進入武備學堂的學員享受的待遇非常豐厚。學堂每月會給所有學員發放4兩銀子，讓他們補貼家用；同時，學員在學堂內的日常需求一律由公費解決，不僅提供食宿，連服裝也一律由學堂提供。像學員穿的鞋子，每兩個月就會發一雙新的；學員的被褥也是由學堂提供；就連洗衣服這樣的事，都是學堂請專人負責。
學堂的夥食更是無可挑剔：平日裏是三葷三素，如果生病，則提供額外的照顧，夥食更加豐盛。此外，每月的初一和十五還要改善夥食。再有就是學堂每個月會對學員進行考核，成績優秀的發給獎金，最好的可以得到8個銀元，最次的也能得到4個，基本上是人人有獎金，月月有閑錢。學員每個月獲得的這些收入，足夠一個普通家庭每月的日常開銷。也就是說，學員隻要在武備學堂好好上學，就已經足以養家糊口，根本不需要家裏再提供額外的資助。