成吉思汗在作戰指導上顯示出高超的領導藝術。首先，他善於利用自己的優勢兵力，以騎兵擊敵要害，或遠程奔襲，或近戰奔突，對敵人造成難以遏止之勢。其次，他善於避實擊虛，迂回製敵。在他第三次攻金時，金軍在兵力和防禦設施上都充分加以強化，使居庸關顯得格外堅固。成吉思汗臨時決定，以少數兵力在居庸關北口牽製金軍，另以一部走小道襲居庸關南口，南北夾擊以取關。他自率主力，遷回南下，奇襲紫荊關(今河北易縣西北)，取關之後又北上攻金中都。第三，他在兵敗之後能迅速振起，擊敵不意，扭轉敗局。在合蘭真(今內蒙古錫林郭勒盟北)與王汗的大戰中，他嚴重失利，僅餘數千騎。他敗不氣餒，不久就通過夜襲王汗大營扭轉了局麵。
成吉思汗在治理軍隊和提高軍隊戰鬥力上，也表現出卓越的才能。他夜襲王汗大營後，總結合蘭真之戰慘敗的教訓，得到兩點重要啟發：第一，必須有一支特殊的精悍的衛隊，以應付任何突發的險惡局麵；第二，必須對各部首領加強控製，以解決諸部用力不齊等問題。不久，他建立了“怯薛”(護衛)軍，怯薛來自於各部首領、頭目的子弟及平民中身體強壯、弓馬嫻熟者。建國以後，又擴充怯薛為萬人。怯薛成為最具戰鬥力的常備軍，同時又作為“質子”，從而實現了成吉思汗對蒙古各級官長的有力控製。他還建立軍政合一的統治機構，以“千戶製”編組民眾，實行兵牧結合，並以其為基本軍事單位，使兵役調發、軍隊管理及征集作戰在手段上有了長足進步。他注意將戰爭中招降和擄掠的異族丁壯編入蒙古軍中，以補充兵員，適應戰爭規模不斷擴大的需要。他還注意吸收別國別族的先進技術，用來改進軍隊裝備，提高戰鬥力。他采納“攻城以炮石為先”的建議，組建炮手軍。他注重冬初舉行大獵，通過田獵演兵，並要求將士以“不感到遠征之苦，不知饑渴”為訓練目標之一。
成吉思汗的軍事思想內容豐富，但其中殘忍的成分也很濃重。他曾說：“人生最大之樂，即在勝敵逐敵，奪其所有，見其最親之人以淚洗麵，乘其馬，納其妻女。”這些是其軍事思想中夾雜著的糟粕。但這些並不影響他在世界軍事史上的重要地位。他應該是實踐型的兵家中最傑出的人物之一。