怛罗斯之战双方实力对比：高仙芝旨在恢复唐朝在河中地区势力的行动自然会遭到阿拉伯帝国的反击，怛罗斯(今哈萨克江布尔城附近)战役终于在天宝10年(公元751年)爆发。这是一场迟早要打的战役，唐朝要恢复在中亚的霸权就必须击败阿拉伯，而阿拉伯要完全控制中亚则必须击败唐朝。
唐朝主将是高仙芝，副将李嗣业，别将段秀实，兵力为安西都护府二万汉军，外加盟军拔汗那以及葛逻禄部一万人(阿拉伯史籍是10万，杜佑的《通典》记载唐军为7万人，《段秀实别传》是六万人，《旧唐书》是3万，《通鉴》是2万)。高仙芝时代“凡镇兵四十九万，安西节度兵二万四千”，而怛罗斯之战居然出动安西都护府八成以上的兵马，堪称倾巢出动，说明这次高仙芝对即将和阿拉伯的大战确有准备。唐军虽是马步混合部队，但是步兵均有马匹，平时以马代步，作战的时候才下马作战，行军速度较快。
唐代时，中国军队无论装备、素质、士气还是将帅能力都达到了冷兵器时代的一个高峰。当时唐军野战常用的阵形之一是“锋矢阵”，冲在最前面的是手执陌刀(一种双刃的长柄大刀)、勇猛无畏的轻装步兵，接着是步、骑兵突击，后列则有弓弩手仰射，直到完全击溃对方。陌刀的攻击力极为可怕，列阵时“如墙而进”，肉搏时威力不减，李嗣业便是一员善使陌刀的猛将。
骑兵方面则是轻重骑兵结合，一般使用马槊和横刀。唐代改进了冶炼技术，灌钢法取代了百炼法，使铁制战刀更加锋锐。唐军的铠甲抛弃了魏晋的具装铠，演变为以明光铠为代表的唐十三铠，重量更轻，但防御力却有所提升。另外不得不提的就是唐军的抛射兵器——弩，中国的弩早在秦汉时期便已独步天下，到了唐朝更加成熟完善，其射程与威力远非寻常弓箭可比。为了弥补弩射速低的缺点，秦汉以来的军阵中一直是弓弩兼有。
唐军一般使用四种弩，伏远弩射程三百步(450米)，擘张弩射程二百三十步(345米)，角弓弩射程二百步(300米)，单弓弩射程百六十步(240米)在不同范围均可以形成威胁。阿拉伯军队在这方面显然逊色不少。由于高仙芝在与阿拉伯大军对战之前曾经围攻怛逻斯城，所以高仙芝应当还使用了车弩，也就是后世所称的床弩。史载车弩“十二石”强弩，以轴转车(即绞车)张弦开弓，弩臂上有七条矢道，居中的矢道搁一枝巨箭，“长三尺五寸”，“粗五寸”，以铁叶为翎，左右各放三枝略小的箭矢，诸箭一发齐起，“所中城垒无不摧毁，楼橹亦颠坠”。
但是，唐军劳师以袭远，从安西深入七百余里，其实已经在阿拉伯的地盘上作战，在补给、情报等方面都不占优势。
阿拉伯方面
阿拉伯方面的主将是阿拉伯的呼罗珊总督阿布。穆斯林(abumuslim)，手下大将为齐雅德。伊本。萨里(ziyadibnsalih)，兵力为呼罗珊本部宗教战士(ghazi)四万人，加上已经被阿拉伯控制的阿姆河与锡尔河流域的几乎所有属国的兵力十余万，总兵力当在十五万至二十万之间。在兵力方面，阿拉伯联军是占据了绝对的优势的。在素质方面，呼罗珊是是阿拉伯历代经营的军事重镇，又是阿拔斯王朝起家的地方，呼罗珊骑兵的素质在阿拉伯帝国中当属翘楚，都是精锐。
阿拉伯步兵列阵之时用长矛配盾牌，是传统的装备。阿拉伯的大马士革刀在世界上享有盛誉，步骑两用的阿拉伯弯刀锋锐无比，在唐代就享有盛名，唐杜甫就在《荆南兵马使太常卿赵公大食刀歌》里面称赞阿拉伯刀“吁嗟光禄英雄弭，大食宝刀聊可比。”阿拉伯骑兵的装备也是长矛加盾牌，并且装备弓箭。关于阿拉伯人的盔甲由于资料不足，没有详细的资料。
相比之下，阿拉伯的优势在于骑兵，阿拉伯马乃当时世界上最优秀的马种，呼罗珊又是波斯故地和阿拔斯王朝起家之处，当地战士性情剽悍，骑术精熟，再加上不亚于阿拉伯本土战士的宗教狂热，其素质在全国也堪称精锐。阿拉伯骑兵主要是轻骑，虽然盔甲较差，但保证了机动性。其武器包括弓箭、长矛、剑等，以及锋利无比且适于马上作战的阿拉伯短弯刀。其他兵力虽是杂牌军，装备和组织上要差一些，但西域游牧民族的骑兵作战能力也是毋庸置疑的。