蒙古士兵的装备情况，也是历史学家热衷于讨论的问题。总的来说有两种观点，其中一种认为，蒙古兵的装备与10至11世纪的辽国(契丹)兵类似，以复合弓为主，但装备算得上比较精良。这种观点是基于卡皮尼的出使报告。卡皮尼是天主教方济各会修士，13世纪40年代，他曾奉罗马教皇英诺森四世之命出使蒙古帝国首都哈剌和林。对于这次出使，后文将有比较详细的介绍。卡皮尼在出使报告中如此写道：
他们(指蒙古兵)至少携带下列武器：两到三张弓，或至少一张良弓;满满三箭袋的箭;一把斧子;若干尺用来拖拉战争器具的缰绳。那些富裕的士兵则配备刀剑，他们的战马配有马甲，他们有头盔和胸甲。而依《辽史》记载，每名辽兵要配马三匹，铁甲九件，还要根据自己的能力配备马鞍垫、缰绳、马甲皮、马甲铁;每人要配弓四张，箭400支，长短枪、铁骨朵、斧、钺等各一件，还要准备系马绳200尺。相比之下，蒙古兵携带的装备要比辽兵要少，但是，他们也因轻便而获得了机动性。这一点至关重要。
另一种观点认为，蒙古帝国刚开始时并不强大，只有少数人才配备武器。除了复合弓以外，其余的武器装备都是在战场上斩获的战利品。直到后来，蒙古人才有一套专业的装备其军队的体系。蒙古人使用的主要武器是复合弓。这种弓由干、角、筋、胶、丝等材料制成，其最大射程能达到500米，有效射程为300米左右。这种弓比西欧十字军使用的十字弓要好得多。十字弓虽然穿透力也比较强，但有效射程只有75米左右。十字弓最大的劣势是无法兼顾射程和准确度。直至14世纪，威尔士人和英格兰人才制作出可与复合弓匹敌的长弓，其有效射程为220米。
与持长弓和十字弓的弓箭手不同，蒙古人和其他游牧民族，以及中东的弓箭手在拉弓时都会使用拇指环，以减轻弓弦对拇指产生的压力。《十字弓》一书作者、公元19世纪的历史学家、工程师加尔韦说，使用拇指环会使拉弓变得更轻松，从而可以加快拉弓的频率。复合弓的杀伤力还取决于箭头。制造箭头的材料有铁、钢、角或骨，它们因士兵的经常打磨而锋利无比。箭头的长度在2英寸左右，每种都有不同的功能，有的用来射穿盔甲，有的用来发射信号。《辽史》卷三十四，《兵卫志上》。
但复合弓也有缺点。其主要的缺点是，潮湿的天气会降低它的效用。如果在雨天使用，复合弓可能就毁了。因此，如果游牧民族不得不在雨中与农耕民族作战，他们将要么选择混战要么选择逃走。游牧民族通常会选择撤退，他们的马上骑射功夫虽然名闻天下，但是，地面上的刀枪功夫却不如农耕民族。蒙古军队善于充分发挥武器的优势。由于复合弓的射程远，蒙古人往往用它来震慑敌人，经常制造“箭雨”以破坏敌军的阵形。如果蒙古弓箭手想追求命中率，他们会选择在150米以内射击。
蒙古军队也会使用标枪、长矛、刀剑、套索等武器，但这些武器并非主要武器，因此在这里不作介绍。
