在文官系统之外，唐代还设有武官系统。由于唐代前期实行府兵制度，所以在朝廷设立十六卫。十六卫的名称，唐代前期变化甚多，到唐玄宗开元时方大体上固定为左右卫、左右骁卫、左右武卫、右左威卫、右左领军卫、左右金吾卫、左右监门卫和左右千牛卫。其中前十二卫均管辖府兵，只有后四卫不辖府兵，负责京城和宫殿诸门警卫以及皇帝的贴身宿卫。每卫设大将军一人和将军二人统率，下有长史、录事参军总管各卫日常事务，仓、兵、骑、胄四曹分别负责俸禄、给养、考绩、宿卫、马匹、兵械等具体事务。十六卫直接统属于皇帝，但他们没有调兵的权力。需要命将出征时，一般由皇帝和宰相议定后，颁发诏令到兵部，由兵部再发下符契，与诏令一起同时颁下各折冲府或州郡发兵。除十六卫外，东宫官中还仿照十六卫建制设有十率府，各设率一人，副率一至二人统管，下辖一定数量的府兵，作为太子的禁卫部队。以上十六卫总称为南衙诸卫，因其官署均在长安、洛阳两京宫城之南的皇城内。
唐高宗时，由宫城北门玄武门禁军发展而来的北衙禁军开始兴起，逐渐取代南衙请卫的职能。南衙诸卫则由于府兵制的废弃，逐渐成为闲司，其长官大将军、将军也变为武官升迁的官阶，不再拥有实际职权。
最先设置的北衙禁军是左右羽林军，玄宗时设左右龙武军，肃宗时又设左右神武军，以上称为北衙六军，各设置大将军一人、将军三人统率。唐代宗时再以神策军列入北衙禁军行列，德宗以宦官任神策军左右护军中尉统率，因此神策军势力迅速发展，凌驾于北衙六军之上。唐代后期，北衙六军的大将军、将军等职也逐渐成为武官迁转的官阶，实际并无兵权。
唐代的地方行政系统，在唐代前期，采用州、县二级制。到唐代中期演变为道、州、县三级制，同时出现了新的二级行政区——府。
州的长官为刺史，其下属僚佐主要有上佐、判司和录事参军。上佐指长史、司马，没有具体职事，辅佐刺史处理州事，但又往往成为安排闲冗官员的职位。因此唐代后期的中、下州一般都不置上佐之职。判司指司功、司仓、司户、司兵、司法、司士六参军，与朝廷尚书省六部相对应，具体分管州的官吏考课、礼仪、赋税、仓库、户口、驿传、刑狱和工程水利筹各个方面的事务。录事参军则负责监察举劾本州六曹官吏，相当于朝廷御史台与尚书左右丞的职责。此外，唐代的州级官员还有经学博士、医学博士、市令等，分别负责学校、医药与市场交易。
唐代县的长官为县令，下设县丞、主薄和县尉，作为主要僚佐。县丞是县令的副手，相当于州上佐；主薄负责勾检稽失，监察官吏，相当于州录事参军；县尉负责管辖诸曹吏员、追捕盗贼，相当于州判司。唐代最盛的唐玄宗开元二十八年（740），全国有府州三百二十八个，县一千五百七十三个，可见唐代地方官吏系统的庞大。
随着时间的发展，唐代的地方行政机构也发生了一些变化，主要是府与道的出现。唐代把京都和曾作为陪都的州，为显示其地位的重要而称为府。府的设官与州相同，仅名称稍有变化，如其长官改称尹，副长官改称少尹等。此外，在边疆地区还设置都护府，以管辖广大边境区域，都护府的设官也与州相同，仅其长官称为都护与副都护。
道在唐代前期，是一种监察区。贞观元年（627），唐太宗“因山河形便，分天下为十道”。各道由皇帝不定期派巡察使或采访使巡视，监察地方官吏和了解各地情况。开元二十一年（733），唐玄宗“又因十道分为十五道，置十五采访使，检查如汉刺史之职”。唐代后期，道的长官观察使一般都兼任节度使，拥有军权，权力更大，形成大小不等的方镇。各个方镇管辖的行政区域也称为道，这样的道到唐宪宗元和时有四十七个。正如宋人洪迈指出：“唐世于诸道置按察使，后改为采访处置使，治于所部之大郡。既又改为观察使，其有戎旅之地，即置节度使。分天下为四十余道，大者十余州，小者二、三州，但令访察善恶，举其大纲。然兵甲、财赋、民俗之事，无所不领，谓之郡府，权势不胜其重。”道的长官的下属，有副使、行军司马、判官、使、掌书记、推官、巡官、衙推等一大批幕职官员。
唐代沿袭隋制，把官员分为九品，每品内又分为正、从，共为十八个等级。文官自正四品以下，武官自正三品以下，还分为上下阶，因此，唐代文官的散官实际上有三十个等级，武官散官等级是三十二等。这些等级总称为流内官，为正式文武官员。此外还有流外九品，实际上已属于吏员，不属于正式官员的范围。官员的散官称号与品级大致对应，表示官员地位与资历高低，作为升迁的序列。
唐代的品级与散官还与官员服饰等级制度相联系。唐代规定，三品以上官服紫，四品、五品服绯（朱红），六品、七品服绿，八品、九品服青。同时，唐代高级官员都有一个表示其身份的鱼符，以袋盛之，称为“鱼袋”。三品以上官的鱼袋以金饰之，称为金鱼袋。五品以上官的鱼袋以银饰之，称为银鱼袋。
唐承隋制，文武官员均可授勋官，共有十二级。按照规定，勋官可以与相应品级的公卿大臣处于同等班位。但实际上由于授勋过多，动以万计，因此无职事的勋官实际地位往往在胥吏之下，仅仅成为一种授予的官员荣誉称号。
