赵昺觉得宋军的编制已经难以适应当前元军作战方式，因而必须做出调整，从而达到提高指挥系统效率和战斗力的效果。他打算对步军的编制进行调整，改变传统的什伍制，而采用近现代的‘四四制’与‘三三制’相结合的编制。
以师做为步军基础单位组织作战，编有各级军官、幕僚、兵员九千左右。即一个营辖四个都和直属队，一个都辖四个队，一个队辖四个伙，每个伙有兵十人。变都为基本作战单位，以营为基本管理单位。营以上为团，一个团辖三个营，并配置斥候一队、亲卫一队、辎重一个都、中型弩炮一个都等直属队；三个团编成一个师，配置斥候一营、亲兵一营、辎重一营和重型弩炮一营、骑兵一营等师直属队。
师级指挥机关，以统制官为军事主官，师虞侯为军政主官，配有副职六人协助指挥和管理部队。师部设作战、参谋、通信、军务、辎重和监察六个下属部门，由参军和参赞军务等幕僚官管理，分别协助两位主官管理所部；团级指挥机关，以统领为军事主官，团虞侯为军政主官，副职四人，机关配置与师级相同，实施垂直管理。
营级指挥机构，军事主官仍为指挥使，军政主官为营虞侯，副职二人。不再设置幕僚官，只配有参军、主簿二人分管辎重。营部配有通讯兵和掌旗手数名负责传递信息，并另有火军十人负责全营的膳食。都设都头一人，副都头两人，有军士三人分管军械、通讯和医疗；队的主官为队正，设副职一人；伙设伙长管理兵丁，由资深军士担任。
这是赵昺设计的一个标准步兵师的编制，以此为组织进行训练和作战，他们即可负责一个方面的独立作战，也可与其他友军联合作战，担任一个战区的攻守的中坚力量。当然现在他们装备的还是冷兵器为主的军队，他打算在新军完成训练和整编取得经验后再逐步对各部进行换装，但当前训练、作战方式还是照旧，只是管理方式发生变化。
骑军在机械化运输方式出现之前仍然是陆上作战必不可少的力量，但是宋军自立国就缺少战马，当下琼州面临同样的问题。在帅府军建立初期他们连马毛都没有，在打下广州后才缴获了一批战马，得以组建了几个骑兵营，此后在泉州之战和刚刚结束的保卫战中，尤其是保卫战中缴获了大批战马。
现在琼州有战马万匹左右，除一批用于驿站传递信息和朝廷官员骑乘和挽车外，尚有八千匹供军用。赵昺计划除了每个步兵师配置一个骑兵营外，其余的战马集中使用，组建一个骑兵师。但是这些战马肯定也不够用，不过他还是想将架子搭起来，有了骨头就不缺肉，他们可以通过战争缴获和走私收买获得战马。
考虑到以后的发展，赵昺将这个骑兵师的架子搭的很大，实施两旅六团制，可以通过不断的补充，以此为基础扩大编制，最后可以拆分为两个师、三个师……而此刻就是培养种子部队，为建立一支足以和蒙古骑兵相抗衡的骑军做准备，而最困难的仍然是没有稳定的战马来援和驯养场地。
炮兵将是赵昺战胜敌军的利器，因此也必须保证优先发展。基于此次保卫战中，各军配备的炮兵火力不足的问题暴露无遗，使得敌军数次冲击到阵前，给守军造成了极大的压力和较重的伤亡，最后还是在水军的协助下才得以艰难取胜，表明在有工事可以利用的情况下，宋军仅凭各部所属远程火力是难以在战场上取得优势的。
在单兵素质难以胜过元军的情况下，赵昺知道在加强训练的情况下，还是需要火炮的支援才能保证胜利，所以此次他计划建立三到五个独立炮兵旅及火箭旅，作为各部远程打击火力的有效补充。当然旅的级别要高于团，而低于师，以便于配属各部作战，而在组织构架上与标准的步兵师大同小异，但编制有所减小。
赵昺计划一个炮兵旅下辖两个弩炮团及一个警卫营及一个辎重营。一个弩炮团下辖轻型、中型和重型三个弩炮营。轻型弩炮营下辖一个连发弩炮都，装备十五架连发弩炮；另外两个都装备二十架多用途轻型弩炮；再有一个由指挥队、警卫队、骡马队和弹药队组成的支援都。中型弩炮营编制三个作战都和一个支援都，共配备弩炮四十五架中型弩炮；重型弩炮营编制相同，共装备十五架重型弩炮。
火箭旅下辖两个火箭团及一个警卫营和一个辎重营。每个火箭团下辖三个火箭营，每营三个都和一个支援都。每都编制四个队，每队装备两架火箭发射器，一个团共有七十二架火箭发射器。他们即可以营为单位独立作战，也可以集中使用，他们打一个齐射想想也够恐怖的。
另外赵昺觉得自己也走进了古人曾经走过的怪圈，以为无论弩炮在射速、命中率和射程、威力上都不亚于原始的身管金属火炮，因而在已经试制成功身管火炮的情况下并没有考虑大规模生产和装备部队。但他心里清楚随着金属身管火炮的改进，威力和射程都会增加，必定会取代弩炮。为了取得经验他打算在新军中先行组建一个火炮营，以便收集数据和完善训练模式，为以后换装打下基础……
赵昺对水军的发展之所以给予重视，已经从最初的保命需要，转变为战略上的需要。首先琼州四面临海，却又与内陆近在咫尺，无论是进攻和防守都必须有一支强大的水军支撑。想的再远点，自己有了一支强大的水军便可以扩大自己的战略圈，沿海地区便都处于他的攻击范围之内，甚至可以通过水军直逼大都城下，威胁敌人腹地。
首先通过自己参加的水战，赵昺已经发现随着火器在战船上的广泛应用，水战的形式已经从过去的近距离的肉搏战，转变为远距离非接触作战，通过打击敌军的作战平台来取得战斗的胜利。这样一来，曾经作为水战主力的战兵已处于闲置的状态，除了摇旗呐喊没有什么实用意义。
大家都知道行舟海上，除了变幻莫测的气候变化外，补给困难也是严重的问题。而战兵上船不仅挤占战船上有限的空间，还要消耗大量的淡水和生活物资，若是减少，或是不配属战兵，则可以腾出不少空间，节约大量的生活物资。如此一来，战船就可以转而携带更多的作战和生活物资，增强自持力和续航力，减少靠岸补给的次数，提高作战效率。
当然赵昺也不会将战兵一裁了之，不仅战兵的数量众多，几乎占据了水军兵额的半数，他打算将这些兵丁改编成海军陆战队。他十分清楚要想发展必定要进行频繁的渡海作战，在这个年代其实水军和步军的界限十分模糊，步军上了船就是水军，下了船就是步军，并没有专门的陆战队编制。而琼州水军这些战兵长期随船作战，已经具备了天然的基础。
大家都知道陆战队是指海军中担负渡海登陆作战任务的兵种，有的国家称海军步兵。以运输船或舰艇为运输工具，担负从海上登陆作战或为后方大部队，大面积全面进攻作战作开路先锋。且可以担负两栖登陆、反登陆、抢占礁岛、渡口、桥梁及应急作战等任务，是特别训练用来执行两栖突击作战的步兵。
登陆作战可以说是最危险的作战行动，进攻方必须经过一段开阔的没有任何阻挡的海面。兵力、物质投送依赖登陆舰艇，而登陆艇往返需要时间，且作战物资卸载地是一条线(水际线)，不是像大陆战的一个面。因为完全没有隐蔽物，进攻一方士兵纯粹就是活靶子，一旦部队被压制在滩头，很容易遭到重大伤亡。即使登上滩头，防守一方也可以从后方调动预备队，组织反击，给登陆方造成重大伤亡甚至赶下海。
元军此次渡海而来就是因为一直无法抢夺滩头而导致整个作战行动失败的。而陆战队就是担负这项艰巨任务的，他们接受两栖联合作战训练，能从海上的运输船来登陆岸边的陆地，包括敌人的城市或是敌人所占据的地方。在协同陆军登陆时，通常担任登陆先遣队，首先突击上岸，保障后续梯队登陆；也可配合陆军继续担负海岸防御任务。
手里有一支现成的力量，赵昺当然不能放过。因此战兵脱离舰船部队，独立成军毫无疑问的势在必行。由此下船的战兵数量将有两万人左右，正好可以编成两个师，但他打算仍将陆战队划归水军司管理，算是其一个分支力量，毕竟他们还需依托水军完成跨海登陆及需要其火力支援，而编制暂时先参照步军进行设置。
解决了水军划分的问题，赵昺面临的是如何对各种战船进行编组。当下琼州水军战船按照吨位大小划分，有百石以下的小船，也有万石的大舟，跨度很大。其中最多的是介于千石至两千石之间的战船最多，其次是五百石至千石的舟船，多数都是缴获的战船或商船通过改造入列，标准也难以统一。
如果按照作战性能划分，既有用于突击作战的龟船，也有专门用于火力打击的火箭船和炮船，还有综合性的大、中型战船及辎重船、运输船、医疗船。另外就是侦察和巡海用的哨船，转运人员的小艇等等专用船只，此外还有自己的巨舟，当然这只是赵昺自己的分法。
这个时代还有名称各异的战船，作战时位于最前列的战船叫“先登”；还有狭而长的冲击敌船的战船“艨艟”；有又轻又快如奔马的赤色快船叫“赤马”；此外，有上下都用双层板的叫“槛”，四面设板防御矢石，其内如牢槛的重武装船。还有主力战舰露栈、冒突、戈船等等。楼船、戈船都是大战船，此外还有号称更大的船，豫章大舡上面起宫殿，可载万人。当然“万人”也许太夸张了，千人还是可以做到的。
赵昺想想还是按照用途划分比较合适，这样即使作战的需要，也便于统一调度和训练。于是他将三千石以上，自持力时间长，并具有远航能力，配备弩炮和火箭发射器，可独立作战的战船称作甲级战船支队。这样既可作为一个编队的旗舰，也可以自行编队进行远海作战。
三千石以下，二千石以上的战船称为乙级战船，这类船战船用途很多，既可以作为运输船，也可以作为火力舰，还可以作为护航之用，是水军的主力战船。于是赵昺将这些中型船和用途相同的两千石一下，千石以上的丙级战船混编成运输支队、火力打击支队。可以根据需要编队进行作战，也可以独立使用。另外赵昺还将龙船编成突击支队，近海巡查支队等。
赵昺计划针对战船功能不同制定相应的训练计划，使用统一的标准和条令进行专业训练，然后通过与其它战船根据任务的不同进行合成演练，从而形成战斗力，作战时就能根据作战形式抽调各种战船组成编队，而不是乌龟、王八一起上的局面。
战船各自编队了，但是也不会都给他们单独建个水寨，赵昺计划将三个水营变成水警区，平时战船依托各个水警区进行训练和驻泊，作战时根据任务从各个水警区抽调战船组成大小不同的分舰队出海，当然船到哪里便要接受这个水警区的管理和指挥。接下来赵昺又对各种战船进行定岗定员，确定职级，以便作战时不会出现混乱，不知道该听谁的……