守卫未央宫之卫士至少数千人。《汉书·盖宽饶传》谓宽饶为卫司马，对卫卒亲爱照顾至周，“及岁尽交待，上临飨罢卫卒，卫卒数千人皆叩头，自请愿复留其更一年，以报宽饶厚德。”受宽饶照顾之卫卒当是其部下，为未央宫卫士之一部分。
守卫未央宫之卫士，除守卫宫门外，尚有宫围墙外周及内侧巡逻守察。未央宫外墙底部之厚度超过二十米，则顶部之厚度可能有数米乃至十数米，卫士亦当在宫墙之上巡逻守望。未央宫之面积约五平方公里，约占长安城面积七分之一。未央宫围墙之内，有众多宫馆殿阁台观，间杂于池溪花圃树林之间。围墙内殿台馆阁之门户走廊，则又光禄勋（郎中令）之属官守卫之。《汉书·百官公卿表》曰：“郎中令，秦官，掌宫殿掖门户……武帝太初元年更名光禄勋。属官有大夫、郎、谒者，皆秦官。又期门、羽林皆属焉……郎掌守门户，出充车骑，有议郎、中郎、侍郎、郎中，皆无员，多至千人……中郎有五官、左、右三将……郎中有车、户、骑三将……期门掌执兵送从，武帝建元三年初置，比郎，无员，多至千人，有仆射……平帝元始元年更名虎贲郎，置中郎将……羽林掌送从，次期门，武帝太初元年初置，名曰建章营骑，后更名羽林骑。又取从军死事之子孙养羽林，官教以五兵，号曰羽林孤儿。羽林有令丞，宣帝令中郎将、骑都尉监羽林。”
光禄勋之部属，其中郎、期门、羽林郎都有守卫宫廷之责。上引《汉书·百官公卿表》谓有五官中郎将、左中郎将、右中郎将率领中郎，又有郎中车将、郎中户将、郎中骑将领辖郎中，皆“掌守门户，出充车骑”。期门演变为虎贲郎，建章营骑更名为羽林骑，皆置中郎将以领之，亦掌宫殿之守卫。可谓是皇宫之中层守卫。
汉武帝在光禄勋属官中增设期门、羽林军。《汉书·百官公卿表》记载：“期门掌执兵送从，武帝建元三年初置。……羽林掌送从，次期门，武帝太初元年初置，名曰建章营骑，后更名羽林骑。又取从军死事之子孙养羽林，官教以五兵，号曰羽林孤儿。”期门、羽林军的建立加强了光禄勋的武装力量，从而能够与卫尉、中尉的力量保持平衡。
禁中后宫，则由少府之属官及其他中官宿卫之。“少府……属官有左弋，又黄门、钩盾，宦者七官令丞。武帝太初元年更名左弋为飞，飞掌弋射，有九丞两尉，太官七丞，昆台五丞，乐府三丞，掖廷八丞，宦者七丞，钩盾五丞两尉。”《汉书》卷19《百官公卿表》。
少府之属官，黄门、钩盾、宦者、飞等皆领宿卫之职。钩盾令、飞令之属官皆有两尉，官职称尉，所掌当是武事，《百官公卿表》指出：“飞掌弋射”。宦者令亦领宿卫，《史记·吕太后本纪》曰：“（群臣诛诸吕，立文帝。东牟侯刘兴居）乃与太仆汝阴侯滕公入宫，前谓少帝曰：‘足下非刘氏，不当立。’乃顾麾左右执戟者掊兵罢去。有数人不肯去兵，宦者令张泽谕告，亦去兵”。群臣政变，诛诸吕，更立文帝。太仆夏侯婴等令少帝之守卫罢兵去，有不肯罢者，及宦者令谕告之，乃罢兵。此“左右执戟者”当辖于宦者令。班固《西都赋》曰：“虎贲赘衣，阉尹阍寺，陛戟百重。”李善注曰：“《尚书》周公曰：‘缀衣虎贲’，《公羊传》曰：赘犹缀也。”张曰：“虎贲武士，赘衣犹缀衣，阉寺皆刑余人，掌宫禁门户；言此等人于阶陛之下使执戟陈列百重也。”虎贲为光禄勋之属官，职掌宿卫。至阉寺则宦官，隶属少府，亦有部分在宫内执戟。又《汉旧仪》曰：“中官、小儿官及门户、四尚、中黄门持兵三百人侍宿。”中黄门领隶于少府。少府之属官及其他中官掌守卫禁中内宫，可谓是皇宫之内层宿卫。
《史记·刺客列传》云：“秦法，群臣侍殿上者不得持尺寸之兵；诸郎中执兵皆陈殿下，非有诏召不得上。”按司马迁于荆轲刺秦王时述此法，则此法可上溯至秦统一中国之前。其内容分两部分：一是在殿上接近皇帝之大小臣子皆不得持有武器，二是持兵器之守卫者皆站岗于殿下，非有皇帝之命令诏其上殿不得擅上。《史记·滑稽列传》谓秦始皇时陛盾郎立殿外淋雨不得去，是持兵守卫者在殿外站岗之例。又《三辅黄图》曰：“陛，所由升堂也，天子必有近臣执兵阶陛，以戒不虞。”谓持兵者站在殿下之阶级上。《史记·叔孙通传》曰：“汉七年，长乐宫成，诸侯群臣皆朝十月。仪：先平明，谒者治礼，引以次入殿门，廷中陈车步骑卒卫宫，设兵张旗志，传言‘趋’，殿下郎中侠陛，陛数百人。”
所谓“廷中陈车步骑卒卫宫”，是在皇宫围墙之内廷中，卫尉部下之车骑步兵列阵守卫。至于“殿下郎中侠陛，陛数百人”，则为光禄勋之部下，立于殿外。是持兵守卫者皆在殿外，非有诏令不得上殿之法为汉代所承袭。至侍殿上者不得持兵，则在汉代严格执行，仅有几人因为功高位尊或权势大而例外。高祖以萧何功第一，“赐带剑履上殿，上朝不趋”。《史记》卷52《萧相国世家》。西汉得此殊遇者，仅萧何一人。至东汉，梁冀于元嘉元年得赐“入朝不趋，剑履上殿，谒赞不名。”董卓乱政，“为相国，入朝不趋，剑履上殿。”所谓“入朝不趋”，《史记·叔孙通列传》谓群臣入朝，“传言‘趋’”。《索引》引颜师古曰：“传声教入者皆令趋；趋，疾行致敬也。”准许入宫之口令曰：“趋”，入宫之大臣闻“趋”，即疾行至朝请之大殿，不得慢步东张西望。至于“剑履上殿”，曹操《春词令》曰：“议者以为祠庙上殿，当解履。吾受锡命，带剑不解履上殿。”是大臣上殿之前，皆得脱去鞋履，解下佩剑。萧何等四人或以功高，或为控制政权之权臣，得享特殊待遇，可以穿鞋佩剑上殿。汉代得享此殊遇者仅四人，则大臣百官上殿不得著履佩剑，为两汉之通例。
《后汉书·皇后纪·献帝伏皇后纪》云：献帝都许，“守位而已，宿卫兵侍莫非曹氏党旧姻戚……旧仪三公领兵朝见，令虎贲执刃挟之。操出，顾左右，汗流浃背，自后不敢复朝请。”所谓旧仪，当是东汉制度，或者在西汉已有。而虎贲执刃挟持，当是至殿下而止，盖持兵者不得上殿。而且三公与皇帝讨论国家大政，虎贲持兵挟两侧，极为不便，亦易泄露国家机密。
不但皇宫守卫森严，皇帝出宫，亦戒严清道。《汉书·文三王传》谓梁孝王武僭越，“从千乘万骑，出称警，入言跸。”颜师古注曰：“警者，戒肃也，止行人也。言出入者互文耳，出亦有跸。《汉仪注》皇帝辇动，左右侍帷幄者称警，出殿则传跸，止人清道也。”《史记·叔孙通列传》谓“孝惠帝位东朝长乐宫及间往，数跸烦人，乃作复道。”长乐宫太后所居，在长安城之东南角，惠帝居未央宫，在长安城之西南角，长乐宫在未央宫之东面，故往朝太后谓之东朝。据考古测定，长乐宫之西墙与未央宫之东墙相隔950米，其间有街道，故惠帝从未央宫到长乐宫，要行人清道，既烦扰百姓，又不够安全。惠帝乃作复道连接两宫。所谓复道，即是上下两层道路。皇帝走上面道路，百姓走下面道路，可互不干扰。同时皇宫之间还有甬道和阁道两种形式，也是连接的道路，具有保密的作用。
皇帝所至之处，必先经安全检查，名之曰“静室”。“静室，天子出入警跸。旧典行幸所至，必遣静室令，先按行清净殿中，以虞非常。”何清谷：《三辅黄图校释》卷6，中华书局2005年。皇帝所到之处，都先遣人员查察其地之安全措施。
从上可以看出：自皇宫之围墙以内，分三层守卫，由卫尉、光禄勋、少府三卿主其事。《汉旧仪》卷上曰：“皇帝起居仪，司马门内，百官案籍出入，营卫周庐，昼夜谁何。殿外门署属卫尉，殿内郎署属光禄勋，黄门钩盾署属少府。”西汉九卿，实有十四卿，其中三卿分掌皇宫之宿卫，加上执金吾掌京城之警备，则四卿掌皇帝之安全可见保卫之严密。至皇帝出宫，则出入戒严清道，所至之地先经安全检查，可谓郑重其事，亦可看出西汉政府组织之家臣性格甚重。
汉代京城卫戍部队的主体是南军和北军。由于西汉皇宫位于京城南部，卫尉所统领的卫士屯兵于皇宫的宫墙之下，故称之为南军。南军的统帅卫尉位居九卿，“公车司马、卫士、旅贲三令丞，卫士三丞。又诸屯卫侯、司马二十二官皆属焉。长乐、建章、甘泉卫尉皆掌其宫，职略同，不常置”。《通典》卷二五《职官七》载：“公车司马令，秦属卫尉，汉因之，掌殿司马门，夜徼宫中，天下上章、四方贡献及阙下凡所征召公车者，皆总领之。”公车司马令手下有各宫门的屯卫兵，谓之材士，白天警卫，夜间在宫中各处巡视。
西汉时中尉率领武装力量负责守卫皇宫之外京城的安全，由于这支军队驻扎在长安城的北部，因而称其为北军。承担京师防卫的北军，其兵源不同于南军。南军士兵的来源是征兵制，每年从关东郡国选调的材官和骑士充任，一岁一更。而北军士兵是来自于京师地区或三辅地区的正卒。西汉政府的这种做法是有其政治目的的。汉武帝把中尉更名执金吾的同时，又在北军中增置八校尉，以加强北军的兵力。这八校尉是指“中垒校尉掌北军中垒门内，屯骑校尉掌骑士，步兵校尉掌上林苑门屯兵，越骑校尉掌越骑，长水校尉掌长水宣曲胡骑，又有胡骑校尉，掌池阳胡骑，不常置，射声校尉掌待诏射声士，虎贲校尉掌轻车。凡八校尉，皆武帝初置，有丞、司马。自司隶至虎贲校尉秩皆二千石”。
八校尉互不统属，名义上虽然仍属北军，但并不由执金吾统领，而是听命于皇帝，皇帝又派监军御史直接指挥。八校尉同原来的北军不同的是，这些士兵都是从地方招募来的，属长期服役的兵种，是募兵制下的产物。而其他北军士兵是一年轮换一次。除此之外，北军八校尉中还有少数民族士兵。如越骑、长水、胡骑校尉所统领的军队就是外族兵。北军平时主要在京城内巡逻，是稳定京师秩序的重要力量。《玉海·兵制》记载：“汉宫城内为南军，宫卫屯兵属焉，卫尉主之。宫城门外为北军，京辅兵属焉，中尉主之。”可见，在汉武帝设置三辅都尉之前，北军的保卫范围很广，不仅包括京城地区，京畿的守卫也要由北军负责。汉武帝时期，中尉改称执金吾，属官有中垒、寺互、武库、都船四令、三辅都尉（京辅都尉、左辅都尉与右辅都尉）等。
