先进军械固然是近代战争取胜的重要因素，但军械终归要靠人来掌握。提高部队官兵的文化、军事素质，始终是张之洞军事思想的核心内容。用他自己的话讲，就是“战人较战具为尤急”，这一论断无疑是十分精辟的。
张之洞认为，“整军御侮，将材为先。德国陆军之所以甲于泰西者”，“其要尤在将领营哨各官无一不由学堂出身”。他还说：“练兵必兼练将，而练将又全赖学堂。……武备事宜尤以设立学堂，教育将材为首务”。因此，从创建新式军队的开初，张之洞就将通过正规学堂教育培训军官置于十分重要的地位，因而他编练新军与开办军事学堂总是同步进行。在广东筹议大治水师，同时开设广东水陆师学堂。在江苏创建“江南自强军”，同时开设江宁陆军学堂。在湖北编练新军，又先后开办武备学堂、武普通中学堂、陆军小学堂、将弁学堂等不同程度、各有侧重的系列军事教育单位。他设想经过若干年后，达到“非学堂出身者不得充统领营哨各官”的目标。为此，他极力扩大陆军小学堂的规模，“每年收足一千人，三年收满三千，一律按日到堂受业。三年之后，若好学者众，则分刚柔日轮班上学，可以收足六千”，实现“六千君子共学堂”的壮举。这一设想虽未实现，但其思路却是基本正确的。
为尽快培养熟谙近代军事知识技能的指挥人材，张之洞还积极派遣军事学堂学生出国留学。在晚清留日士官生中，张之洞派出的湖北留学生占有很大比例。如第一期留日士官生共三十九人，湖北占十一人；第二期二十五人，湖北更占了十七人。吴禄贞（1880—1911）《天蔚（1878—1922）等著名军官，都是张之洞从湖北派往日本留学军事的。
张之洞认为，“今日朝野皆知练兵为第一大事，然不教之于学堂，技艺不能精也；不学之于外洋，艺虽精，习不化也”。在他创办的各类军事学堂中，均仿效东西洋各国军校体制，开设一系列适应近代战争要求的新科目。如江宁陆军学堂聘请德国军官五人任教习，讲授兵法、行阵、地利、测量、绘画、算术、营垒、桥路等课程。湖北武备学堂开设军械学、算学、各国战史等科目。学生除在讲堂研习之外，还要参加严格的实际操练。在开办陆军小学堂时，张之洞认为部章规定开设的军事课目太少，程度太浅，他上奏论辩：“开办学堂，总以学科完备为第一要义。若学科不完备，虽一切布置均守部章，亦于军政无益”。他说到做到，在湖北陆军小学堂中增设筑城、军制、兵器、战术、卫生学、炮操、马操等课程，并附设了测绘班、军医班、海军班。门类齐全的综合性军校，由此初现规模。
在注重培训合乎近代战争要求的新式军官的同时，张之洞还十分强调提高士兵的素质。他说：“以今日战事日精，战具日巧，即一哨弁之微，亦断非粗材下品所能胜任”。为了保证兵员质量，他在《拟编湖北常备军制折》中提出：
“募兵之法，略仿日本征兵制，寓征于募，选士农工商之家安分子弟，或素有恒产，或向有职业手艺，自足资生，并非待勇粮为生计者入伍，凡刁滑流痞之徒，一概拒收。”为了适应严格军事训练的要求，又规定新兵年龄限制在十八至二十四岁之间，并且必须经过西医严格体验，合格者方予录取。尤其体现其卓越识见的是，张之洞格外强调士兵的一般文化素质，要求多吸收“实能识字写字，并能略通文理之人”入伍，以利其掌握近代军事技术，提高部队战斗力。
他手订湖北练兵要义，其第一条即为“入营之兵必须有一半识字”。在这一思想的指导下，湖北新军成为当时各支新军中文化素质最高的部队。如该军光绪三十一年（1905年）在湖北黄陂募兵九十六人，其中竟有廪生十二人，秀才二十四人。张之洞还独出心裁，在湖北推行“学兵制”，选派士兵入陆军特别小学堂学习，“昼则来堂，讲求学科，夜则归营”，“于练兵之中寓普及教育之意”。对这种成年士兵入“小学堂”深造的创举，当时人们戏称为“学堂特别小，学生特别老”。
另外，张之洞还又选调武备学堂优等学生教习各营，兼充哨官。“军营向例，哨官带兵而无教练之责，教习教练而无统带之权，至是合而为一”。这些措施在全面提高士兵文化、军事素养方面都收到显著功效。为了吸引有志青年入伍，稳定军心，张之洞十分重视改善官兵的物质待遇，提高他们的社会地位。他提出“恤兵之善有四”：
一、饷厚；
二、将不发饷，别有官主之，以防克扣；
三、兵不自暴，官为供备；
四、阵亡者恤其家终身。
江南自强军士兵饷银每月给官铸银元五元，合库平银三两六钱，官弁递加，且饭食衣履费用在外。湖北新军士兵饷银又提高至每月六元，这在当时确属十分优厚的待遇。为了增强士兵的荣誉感，破除“好铁不打钉，好男不当兵”的陈旧观念，张之洞力主仿效西洋各国，崇尚武功，使“临战之饥寒有备，战殁之家属有养，兵之死亡，君亲吊之，兵之创伤，后亲疗之，故将之尊贵，过于文臣，兵之自爱，过于齐民，强国之由，其在此矣”。他拟定的湖北常备军制规定，入伍之兵三年期满退伍，届时考校其成绩，分头二三等，由督抚亲临该营，颁发奖励，“飨以羊酒，以花红鼓吹送出营门。返归故里，本乡绅董以鼓吹爆竹迎接”，“概免杂项差徭，非犯有实在案情，地方官不得无故差拘折辱，待以武生之礼”。尽管这些规定未能全部落实，但其对于军队建设的积极意义，仍值得后人借鉴。
张之洞“战人较战具为尤急”的认识，是符合中国当时的实际情况和近代战争规律的。他采取的种种提高官兵素质的措施，也都收到明显功效。无论从身体素质、文化素质和军事素质方面衡量，湖北新军都堪称全国一流。湖北新军的这些优势不仅使他们在历次秋操会练中名列前茅，享誉全国，而且也令不少官兵具备接受新的社会政治思潮的知识基础，进而最终走上革命道路。这一点，正是湖北新军大不同于“北洋六镇”的特异之处。
湖北新军与北洋六镇，同为清季首先编练而成的近代精锐之师。但北洋军是清廷的中央军，主持者袁世凯又力图将其铸成封建色彩浓厚的私家武装，这便决定了它在之后的辛亥革命中，成为镇压革命的凶恶鹰犬。而作为地方部队的湖北新军，所受清廷控制较为松弛，张之洞虽也注意防范革命势力在军队中蔓延，但为了避免朝廷指责、干预，他对于新军中革命党人的活动，一般均采取息事宁人的态度，往往是除名了之，不予深究，这就为革命党人在湖北新军中站稳脚跟并发展力量，提供了相对有利的条件。
张之洞的的“身心性命之学”，归根结底是通过编练新军，“执干戈以卫社稷”，用近代军事力量来维护君主专制制度和清王朝，使之在内忧外患交迫之中不致急速崩塌。但是，如同张之洞兴实业、办教育等“洋务”事业的客观后果一样，湖北新军也最终走向了他主观愿望的反面，其中的革命党人打响了辛亥革命的第一枪，为结束二千年专制帝制立下头功。而且，由湖北新军派赴各省“代练新军”的人员，许多都成为该省响应武昌首义的重要人物，如新疆的杨缵绪（1873—1956）、东北的蓝天蔚、贵州的赵德全（1881—1912）、陕西的李载煦、广西的吴元泽、云南的梅治逸等。张之洞组训湖北新军，意在培植清王朝及纲常名教的捍卫者，结果反倒成为清廷掘墓人，这恰如时人所论之”种豆得瓜”，而这正是历史辩证法所使然。