乾隆十八年，以准噶尔逼处边境，哈密及西藏北路虽已设防，而选将备，具驼马，简军实，勘水草，储粮饷，修城垣，诸端待理。命疆吏先事筹备，次第施行。哈密已驻重兵，而防所全恃卡伦。天山冰雪严寒，加意抚循士卒。南路各城，以满洲营、绿旗营协同防守。和阗、库车、辟展诸城，则但设绿旗营兵。其卡伦台站，自哈密西至辟展，北至巴里坤，自辟展西至库车，北至乌鲁木齐，自库车西至乌什，又西至叶尔羌，又西至喀什噶尔，其南至和阗，视卡伦之大小，定戍兵之多寡。各台站设驼马车辆毋缺，前行阻水，则造舟以济之。二十四年，戡定准部，北路重地，咸分兵设防，山川隘口，悉置卡伦台站。各卡伦设索伦、锡伯、厄鲁特兵丁自十名至三十馀名有差。各台站设满洲、绿旗、察哈尔兵丁各十五名。南路各城设办事大臣。其理事回官阿奇木伯克以下，各有所司，分统回兵，隶驻防大臣调遣。二十六年，设伊犁马步兵二千五百人。二十七年，设伊犁将军及参赞领队大臣。三十一年，设乌鲁木齐办事大臣。
嘉庆二年，於惠远城之北关，增调戍兵。
道光六年，以新疆防军已增至万馀人，令疆吏调兵四千人赴回疆，二千人赴阿克苏，协力防堵。又因喀什噶尔防兵较少，於城北要隘增兵三营，城南增兵二营。八年，分遣喀什噶尔防兵四千三百人防守各路，选精壮二千人分十班教练。那彦成因阿克苏为南路要地，增兵千人，合原有防兵凡二千馀人，以控制南北二路。其冰岭一路，北通伊犁西南卡伦，外通乌什之捷径，一律封禁。喀什噶尔、叶尔羌、英吉萨尔各卡伦，向仅驻兵十馀名，乃於各卡伦適中处，凡通霍罕、巴达克山、克什米尔外夷之路，增筑土堡，以都司等官率兵驻守，兵数自数十人至二百人不等。九年，於喀什噶尔边界增卡伦八处。十一年，回疆大定，命参赞大臣驻叶尔羌，总理八城回务，节制巴里坤、伊犁两路满、汉兵一万四千馀人，分防各路。喀什噶尔之八卡伦，道通霍罕，筑土堡三座，增建兵房。叶尔羌所属卡伦，通克什米尔外夷要隘，英吉萨尔通布鲁特要隘，各修土堡驻兵。於乌克苏、乌什二处，各驻八旗兵一千三百人。於喀什噶尔驻绿营兵三千人，为前锋，兼守边卡。英吉萨尔驻马队五百人，绿营兵千人，为前后二城中权接应之师。巴尔楚克绿营兵三千人，筑堡屯守。和阗增足防兵五百人。所馀满、汉兵六千馀人，悉数驻叶尔羌，隶参赞大臣统辖，遇警援剿。其喀什噶尔、叶尔羌旧额回兵，仍挑补训练，以替防兵。十四年，以索伦、锡伯、察哈尔、额鲁特四处营兵，守卫伊犁沿边大小卡伦七十馀座，按期会哨，统兵将领，不得轻出邀功。
咸丰二年，廷臣会议，以新疆南北路驻兵益多，数逾三万，频年由内地换防，殊苦烦费，乃於伊犁等处绿营兵内调拨换班，其不足者，就地募之。
咸、同间，中原用兵，关外南北各城，边氛四起。同治二年，调察哈尔蒙兵，悉数由科布多赴乌鲁木齐屯守。五年，调乌里雅苏台蒙兵六千人赴伊犁。九年，调黑龙江兵二千人，察哈尔兵千人，马队二百馀人，驰赴乌城，并令喀尔喀各盟长，随时整顿蒙兵。十年，在乌梁海一带，安设台站，迤西亦一律设台，直抵塔尔巴哈台。十一年，因库尔喀喇乌苏等处，为晶河要地，招募勇丁，协同马队防守。调宣化、古北口营兵，分赴乌城。十二年，调大同、宣化兵千人，赴防塔尔巴哈台。十三年，以塔城为西路防务扼要之区，调伊犁迤北之察哈尔兵二千人，及蒙古兵益之。寻命左宗棠由关、陇西征，天山内外，次第戡平，而俄罗斯亦归我伊犁。
光绪三年，左宗棠於伊犁增筑炮台，多驻劲旅。刘锦棠就关外营勇之精壮者，编为制兵，改行饷为坐粮，参用屯田之法，以足军实。张曜更定新疆营制三事：一、增骑兵，佐步兵之不逮；一、重火器，减养兵之费，为购器之资；一、设游击之师，驻南北路之间，预防俄患。六年，恭钅堂因乌鲁木齐之巩宁城，接壤精河，旁达乌城间道，而旧城已圮，乃於迪化城外高原，别建新城，以驻防兵，而资控扼。十二年，刘锦棠以巴里坤满营归并古城，伊犁共驻马步防军二十八营，酌裁新募之勇，编留精壮，为马队九旗，步队十三旗，自伊犁至大河沿及精河以东，分路驻防。十四年，额尔庆额因塔尔巴哈台驻防汉队，久役思归，就甘肃额兵，及察哈尔部内，选二千六百人调防。十五年，复於塔城增募防兵，凡步队三营，马队四旗，弁勇二千人。十六年，以伊犁满洲营，经兵乱后，额数久虚，酌量挑补，定为二千人，再挑留锡伯、新满洲千人，以备不足。伊犁汉队改立标营，凡步队一营，马队二营，格林炮队一哨。惠远城北关设炮队一哨，定远城设马队三旗。十七年，杨昌濬因塔城境内，汉、蒙、回、哈杂居，东接乌梁海，西接伊犁，地既险要，路复分歧，共增将弁三十一员，步队三旗，马队四旗，以备巡防弹压。十九年，以总兵官驻防绥定，统汉队三千人，策应四境，若广仁城、果子沟、三台、瞻德城、三道河、霍尔果斯、拱宸城、宁远城，以马步炮队分防。三十一年，潘效苏因新疆兵费过重，改练土著，遣散客军。回缠民性各殊，以二三成攙入汉军训练，汉军则各营旗皆减为哨，节饷防边，始能兼顾。