帖木儿赖以成功的是一支强大的军队。
帖木儿帝国军队的组织结构与同时代的其他穆斯林国家相差较大，反倒是沿袭了成吉思汗式的动员机制。他的军队的主要支撑是河中地区尚武的游牧或半游牧的突厥化蒙古贵族，特别是帖木儿自己所属的巴鲁刺思部族，帖木儿自己的卫队也从40个蒙古-突厥部落中选出。这些部族被称为“察合台人”，因为他们居住在察合台汗国。这些人可以随地牧放牛羊，到处可占地耕种，无论冬夏，随意迁徙各地，不受任何限制并免除各种赋税，但是有服军役的义务。由于连绵不断的战争，帖木儿的军队还有一个特点，即应征入伍的士兵出征期限有时达到五年甚或十年以上，使得士兵具有半职业的性质。
但逢兴兵，察合台牧民便前来应征，每个士兵随身携带一年的粮食和其它储备，须携带四种典型的蒙古-突厥式武器——一弓、三十支箭、箭筒和盾；每两名士兵必须备一匹马（良种马），每十名士兵必须带帐幕一个、锹二把、锄一把、镰一把、锯一把、斧一柄、锥一个、针一百根、结实的皮子一张，锅一个。随后按照“百人为最小单位，置百人长，千人及万人之上，皆置有千人长及万人长”的结构迅速组成了一支大军。这些人是优秀的士兵，善于忍饥耐寒，无需面包，只以肉、乳果腹，不得已时食用称为“阿伊兰”的乳酪就可以维持，因此能耐长时期的苦战；又由于在二百年来长期处于战争状态的熏陶，士兵们变成了天生的职业军人，往往是队伍不必先有指挥，在鼓和喇叭尚未传出命令之前他们即能猜出要做什么。由于甲胄昂贵，只有军队中的高级将领才有资格穿戴。护服（kayak）比较大众化，但也只是军官才置办得起。这种护服是在毡绒上密密地钉上一排排金属片，虽然排束很紧，但有弹性，不妨碍舞刀弄枪。
由于帖木儿帝国的属民还包括了河中与波斯地区的定居居民，因此这些不太受帖木儿信任的“塔吉克人”（中亚突厥语民族对说波斯语的穆斯林的称呼）组成了帖木儿军队中的步兵。步兵主要由农民及手工业者充当，不过把手工业者征召入伍只是为了照看弩炮等攻城器与其它器械，以及各种防守工具。而其他步兵则要打头阵，保护整个军队。他们挖战壕，筑护栏，当敌人发动进攻，尤其是骑队冲上来时，步兵躲在战壕护板（“察巴儿”）与“秃刺”后面，首先应战，并依靠护栏向敌军射箭投矛。
帖木儿在军事上最大的创新是对蒙古军队旧法进行了改革。从1391年起，他改革了蒙古人分左、中、右三军七块的布阵法，从而避免了因中军薄弱而易被中间突破，或从一翼突破造成失去平衡的弱点。改革后的布阵，虽然整个布署结构还是分为七块，但它们既是较为独立的七个忽勒（军团），又结成浑然一体。其布阵特点是中军得到特别加强，在其前面加有先锋，后面又增设了后备队，这就改变了过去中军在战斗中不起决定作用的局面。这时左右两翼虽然没有了前哨，但加强了侧卫，跟以前一样仍具有很重要的意义。由于左右两翼的侧卫还没有完全独立，故也有把这称作为“五花阵”的。这阵势的优点在于侧卫是由最富有战斗经验，最勇敢的百户组成，故能有效地预防两翼被突破，也保卫了不让敌人从侧后包围。而这种阵势最强处就是中军的作战能力大为增强，尤其是统帅坐镇中军后面的后备队中，既利于统观全盘，又可以随时以强大的后备队策应战斗中任何一个危急之点，这就改变了以往蒙古阵法主帅偏处左翼军的局限，从而提高了指挥效能和战斗的机动性，避免了旧阵法容易被分割和失去平衡的弱点，使全军战斗力大为提高。特别是后备军的运用，在大多数场合下成为决定战争结局的关键因素。
实际上，帖木儿的征战有一个明确的战略目标：复兴丝绸之路，并使他的都城撒马尔罕成为世界贸易的中心，他在给法国国王的信里写道：“世界因为商人才能繁荣”。 这位英雄还要进一步掌控丝绸之路的东西两端，而丝路西段掌握在奥斯曼土耳其帝国手中。此时的奥斯曼帝国已经统治了从多瑙河到雅典的几乎整个巴尔干半岛，并从海陆两路封锁了拜占庭帝国的首都君士坦丁堡，这座千年古都已然岌岌可危。1396 年的尼科堡战役（The Battle of Nicopolis），被看作是中世纪基督徒发动的最后一次大规模的十字军战争。结果，联合起来的基督徒（包括法兰克人、德意志人、波兰人、意大利人、捷克人）也无法阻止奥斯曼人的成功推进。
与帖木儿一样，人称“雷霆”的素丹巴耶塞特一世也常怀“把整个中东的全部穆斯林土地纳入治下”的梦想，双方的冲突只是时间问题。而点燃大战导火索的是小亚细亚半岛东部城邦埃尔津詹（Erzincan）。这座亚美尼亚人的城市位于幼发拉底河上游卡拉苏河北岸傍河的山间谷地。两边山峰险峻，峰顶白雪皑皑，而谷地上毫无雪迹。谷地上散布着葡萄园与肥沃的麦田。埃尔津詹的城中人口繁密，街道繁多，但其最大价值尚不在于此，而是城角有座名叫凯玛赫的城堡，它地势险要，扼守着通过卡拉苏河河谷地的东西向交通要道。商人们通常从黑海东南岸的特拉比松登陆，途经丝绸之路前往中国。凯玛赫城堡正是这条商路的必经之地。它所掌握的来往商队的大笔财源，热衷于通过扩张掠取财富的帖木儿自然不能放过，于是他抢先下手，把埃尔津詹变成了自己的傀儡，并把凯玛赫城堡赐给了一位属下的察合台宗王作为封地。这是同样觊觎商路利益的巴耶塞特一世不能容忍的，“雷霆”早已将凯玛赫城堡视为禁脔，岂容他人置喙！遂遣使埃尔津詹城主，迫令其交出凯玛赫城堡。
巴耶塞特一世
帖木儿闻讯之后去信警告巴耶塞特断绝此念，因为“埃尔津詹已列入（帖木儿）帝国保护，一切对其之要求都不能承认”，“像你这样小的王子能和我们较量”么？“雷霆”接到来信后勃然大怒，扬言“帖木儿诚属狂妄之极……任何人胆敢出面阻挠，不惜兵戎相见”，威胁帖木儿如不就范，“将来定将其俘获，列入奴隶之中，加以侮辱”。口水战打到如此地步，也只有让刀剑去辩论了。
1402年6月，“跛子”的铁骑终于侵入奥斯曼帝国，集结在锡瓦斯平原。为了炫耀武力，帖木儿组织了盛大的阅兵，但见“一定数量的骑兵手持红旗，他们的护胸、马鞍、鞍垫、箭筒、皮带、长矛、盾牌和战棍都是红色。另外还有黄色和白色的军团。还有身着锁子铠甲的军团和穿着护胸铁甲的军团”，可说是衣甲鲜明，兵强马壮。
帖木儿的步兵
得知帖木儿大举入侵的消息之后，巴耶塞特放弃了对君士坦丁堡的围困，以集中兵力对付“那头名叫帖木儿的贪狗”。为阻止帖木儿通过锡瓦斯西北的塔黑特（Tuqat）附近的峡道谷地进入安纳托里亚腹地，“雷霆”率军全速东进以阻击敌军。在战前的军事会议上，巴耶塞特一世拒绝采纳在安卡拉附近水源充足的营地以逸待劳静候帖木儿的良策，而只在那里留下了一支人数不多的守备部队守卫储存着许多武器及军需品的安卡拉城，自己则率主力继续东进，计划将其以步卒为主的部队隐匿在塔黑特茂密的从林中，并指望在当地诸突厥部落的援助下，一举全歼“跛子”帖木儿的军队。
所谓“上兵伐谋”，帖木儿用兵诡诈，在侦悉了奥斯曼帝国部队的动向后，迅速离开锡瓦斯，避实就虚，非但未向塔黑特挺进，反而向安纳托里亚南部丛山转移。具有讽刺意义的是，先前被“雷霆”废黜的小亚细亚诸突厥小国的王公，由于未能在奥斯曼宫廷谋得任何官职与益处，纷纷投奔帖木儿。此刻，为了借助帖木儿实现复国的愿望，这些“带路党”正在全力以赴地为帖木儿引路开道，提供当地的各种情报，于是出现了战争史上的奇观——虽然理论上是在奥斯曼帝国的土地上作战，帖木儿却仿佛是在本土一般对地理情况轻车熟路。
当巴耶塞特一世正在进军塔黑特途中时忽然闻悉帖木儿移师转向率军南去，误以为帖木儿进入山林是在畏敌逃避，不敢迎战。遂下令将其大部分军队分散在山间围剿敌军，准备在帖木儿未抵安卡拉之前在山间将其歼灭。而帖木儿在得到“雷霆”中计，安哥拉守备空虚的情报之后，立即率军从隐藏的山丛中出击，迅速兵临安卡拉城下，并占据了安卡拉城东部与东北地区原先奥斯曼军队兵营。战场主动权在握的帖木儿只以小部分部队切断安卡拉城的汲道并加以围困，主力部队则悠闲地去安卡拉的南部与西部的草原上去秣马休整，在阵地周围开凿沟渠，筑栅栏，夜间点燃簧火，警戒敌人的夜袭，静候“雷霆”的到来。
惊悉帖木儿已经兵临安卡拉城下，巴耶塞特一世慌忙星夜回师驰援安卡拉。
但是“雷霆”并不是浪得虚名，他为自己选择了一个绝佳的战场。奥斯曼军队布阵于一片被称为“库布克（Cubuk）”的平原，在平原的西面，是卡拉巴亚山（Mount Karabayir）与高达海拔1611米的迈里山（Mount Mire），在迈里山的西面则是迈里河；而在平原的北方则是卡特里特皮（Cataltepe）山。“雷霆”的中军就坐镇于平原上易守难攻的哈曼特佩斯山（Hamamtepesi Hill）。巴耶塞特一世选择这里迎战帖木儿的大军是经过深思熟虑的：如此可以保护自己的侧翼和后方，蒙古人惯用的骑兵两翼包抄战术在山峦起伏的地势面前是无能为力的，一旦他们靠近，就会被训练有素的奥斯曼军队弓箭手击退。不但如此，控制了这些制高点也使得奥斯曼军队一旦处境不利就可以安然撤退。相对而言，只有奥斯曼军队的左翼（库布克平原东部）比较虚弱，因为这是一片没有自然障碍的平原地带，一直延伸到库布克河边，利于帖木儿的骑兵驰骋。好在在奥斯曼军队阵地的后面就是一座名叫巴哈迪特皮（Bahadırtepe）的小山，巴耶赛特一世将预备队部署在这座小山上，随时准备前出应对左翼的危机。总的来说，“雷霆”的布阵完美，攻守兼备，未战而已经立于不败之地。后世的土耳其“国父”穆斯塔法·凯末尔在查看了当时的战役地图后就感慨，“‘雷霆’给‘钢铁（帖木儿）’设计了怎么样的一个陷阱啊！只有一位像钢铁一样的指挥官才能突破这个陷阱，余者皆无能为力”。
库布克平原
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