忽必烈为了扩充炮手军，大规模征调炮匠，组织开矿冶炼，制造兵器，设置炮手总管府、回回炮手都元帅府等机构，专门掌管炮兵，将炮手军建设发展到一个新的阶段。
忽必烈对水军建设亦做出了重要贡献。早期蒙古军仅有骑兵，善于陆地作战，水战则束手无策。
蒙古灭金以后，发动了攻宋战争，宋地江河颇多，经常水战，蒙古统治者开始意识到建立水军的重要性。元太祖十年(1215),蒙古军将领解诚在对宋作战中夺得战船千艘，被任为水军万户兼都水监使，建立了第一支蒙古水军。
那时的蒙古水军，主要靠缴获宋朝战船作战，水中作战技术及灵巧机动等方面还存在着许不足之处。
忽必烈即位以后，为弥补自己的不足，把大规模建设水军当成攻宋的首要任务来抓。他任命张荣为水军万户，打造战船，积极进行水军建设。
忽必烈采纳刘整等人建议，大规模训练水军，很快就形成了一支战船千艘、士兵万人的水上武装。
