天津武备学堂虽然在章程、体制、管理和基础课程方面，都模仿船政学堂和水师学堂，却为以后陆军学校的建立首开先河，并且使中国陆军军官来源从“多由行伍”逐渐变为“出自学校”，素质得以提升。它虽然在甲午战争以前，没发挥什么显著作用，却对以后历史影响极大，功用甚至超过了船政、水师各学堂。尽管在开始创办阶段，天津武备学堂的毕业生到军队后受到原有将领的抵制和排斥，多数人只能充任军事教习一类的教官，但随着中国军事近代化的不断深入，这种状况也在不断改变。
中日甲午战争结束后清政府编练新式陆军时，天津武备学堂的毕业生便成为基本骨干。如此看来，天津武备学堂更重要的意义在于它启动了中国陆军近代化教育，带动了其他武备学堂的开办。之后，随着陆军军官学校的普及和军校毕业生在军队中任职日渐增多，传统的由武举任职进身之路被逐渐堵塞了，而它所代表的这种封建选官制度也逐渐失去了存在的条件。
天津武备学堂办的学宗旨很明确，就是要培养掌握近代军事科学技术的指挥人才，主要是为了培养陆军将领，其生源来自北洋军各营，学习期限为一年，以通晓“西洋后膛各种枪炮，土术营垒及行军布阵分台攻守各法”为目标。
一批学员毕业后回营立刻转向传授，同时再选第二批学员进学校学习，这一点颇像现在的军事任职培训教育，学习的科目也接近实战、带兵需求，教学空隙学生经常被派遣至山海关、旅顺口等地军营实习，遇到战事马上赴前线参战，“学以致用”体现得十分明显。
至于学校聘请的外国教官主要是德国军官，这与之前李鸿章培养淮军时有变化，当时都是由英国和法国的军官来训练兵勇们操练洋枪洋炮，相关的一切装备和训练口令也都是学习英法式样。
为什么不继续用英法军官做教练，而要大费周折改成德国军官呢？这里面还真有一点儿名堂。当初李鸿章练淮军是用的英法军官，进入70年代后，大清与英国、法国之间的矛盾冲突变得格外突出，英、法多次以武力和战争挑衅清朝统治者，使大清在外交等方面处于被动、弱势状态，对英法两国的好感自然降低。
而另一方面，此时的国际力量格局也发生了一些变化，德国在西方崛起，逐渐跃居欧洲头等强国阵营，并且急于同英、法两国在中国进行争夺。后来，德国对清王朝及其代表李鸿章表现得格外“友好”，并大方展示了他们强大的武装力量。
李鸿章对此深有感触，钦慕的同时也觉得德国人比英国、法国人靠谱多了，所以接下来他就考虑用克虏伯大炮等德式装备，以及德式操练来代替原来的英法式装备和操练，从此他所掌握的淮军和他到直隶后所练军队开始逐渐采用在当时最为先进的德国军事装备，及至为筹办北洋海军而办理的天津武备学堂更是一律聘请德国教官。李鸿章军队和所办军事学堂聘用教官的细微转变从侧面反映出当时列强力图控制中国军队的斗争势态。
天津武备学堂的德国教员主要讲授西学，全部配备翻译，中国教官主要讲授中国经史。具体课程设置分为内堂课和外堂课两种。内堂课是理论课，主要讲授有关近代自然科学知识和军事理论基础知识的课程。外堂课是技术课，在操场进行，主要是“操演所习炮队、步队、工队及分合阵法”等初级指挥员应有的知识。这种分类现在看来似乎平常，但在当时却是开山之举，从此中国军校教育有了学科、术科之分。
值得一提的是，l890年天津武备学堂曾聘请德国克虏伯厂工程师到学校讲授铁路各项课程，l897年增设铁路工程科，这一举措也体现了李鸿章前卫的洋务思想，常常是顶着风险办事，很好地继承了曾老师的“屡败屡战”精神。
