馬拉松戰役的交戰雙方：波斯帝國的版圖橫跨歐亞
古波斯帝國是人類歷史上第一個名副其實的大帝國。公元前550年波斯王居魯士(Cyrus)統一波斯全境，開始大規模擴張，在短短的五十年間，除中國以外的所有文明古國，如埃及，巴比倫，腓尼基，巴勒斯坦，亞美尼亞和北印度等都被波斯征服，淪為波斯的行省或附庸。到希波戰爭前夕，波斯帝國已經控制了所有小亞細亞的希臘城邦，又用武力使希臘周邊國家色雷斯和馬其頓臣服，希臘在波斯的狂飆突進中宛如汪洋中的一條小船，朝不保夕。
波斯帝國代表世界古代文明的一個頂峰，波斯人擁有自己的書寫系統–楔形文字(Cuneiform)和自己獨特的信仰——拜火教(Zoroastrian )。楔形文字是和古埃及文和中國甲骨文齊名的古代象形文字，而拜火教源遠流長，是中國古代摩尼教和白蓮教的遠祖，直到今天在伊朗和印度都還有不少信徒。發動波希戰爭的波斯王大流士，是波斯帝國秦始皇式的人物，他統一度量衡和貨幣體系，修建貫穿帝國全境的道路和灌溉工程，並採取措施促進帝國內的自由貿易，使波斯帝國成為古典時代首屈一指的富庶國家。波斯帝國的治國思想有些類似中國的「大同世界」的理念，對帝國內各民族的宗教和習俗都相當尊重和寬容，歷代波斯王都以身作則鼓勵波斯人和其他民族通婚。縱觀波斯帝國兩百多年的歷史，沒有一起宗教迫害事件，波斯人也從不強迫其他民族信仰拜火教，這和以後的阿拉伯帝國形成了鮮明對照。
雖然波斯是古往今來少有的開明帝國，其統治仍然是建立在暴力征服的基礎上，所以波斯帝國在被征服地區的綏靖政策往往是費力不討好，爭取民族獨立的起義此起彼伏。為了維護其統治，波斯帝國建立了一支龐大的軍隊。著名希臘史學家希羅多得(Herodotus )對希波戰爭時期波斯帝國的軍隊有過一個精確的描述：波斯帝國海軍有一千二百零七艘戰艦，官兵五十七萬人;陸軍包括步兵一百七十萬人，騎兵八萬人，駱駝及戰車兵兩萬人，共計二百三十七萬人。這還只是亞洲地區的部隊，波斯帝國在小亞細亞，色雷斯和馬其頓的歐洲附屬國必要時還能提供三十萬陸海軍。
古波斯軍隊以步兵為主，根據希羅多得介紹，波斯步兵頭戴一頂軟帽，身穿色彩鮮艷，做工考究的寬袖長袍和長褲。波斯步兵方陣(Sparabara )相當特別，這種方陣一般是十行縱深，每一個縱列代表一個基本戰術單位「十人隊」，隊長站在最前列，裝備一面長方形盾牌，和一支約兩米的長矛，上身披輕便的鱗片甲;他身後的九名步兵，每人裝備一副弓箭和一柄彎刀，一般不被甲。戰鬥時隊長負責抵擋敵人步騎兵的衝擊，而身後的九名弓箭手以密集的齊射殺傷敵軍，其中只有第二排的弓箭手能夠從隊長的身旁直射敵人，後面的八人則是對空放箭，射角由前到後逐漸抬高至45度，這樣在陣前三百米以內構成弓箭的火力覆蓋。當敵人被波斯人的箭雨大量殺傷，潰不成軍之時，波斯步兵就開始衝鋒，他們將弓收入箭囊，拔出彎刀，衝入敵陣近身格鬥。
波斯人的弓箭齊射時遮天蔽日，對敵軍有相當強的威攝力。溫泉關戰役時，斯巴達將領迪埃尼斯(Dieneces)面對波斯軍隊的弓箭齊射風趣地說：「波斯人放的箭遮住了太陽，正好讓我們在陰涼下作戰。」此時中亞遊牧民族獨有的組合反曲弓在波斯軍中只有少量裝備，大部分士兵還是使用普通的直木弓。波斯人的箭用一種三稜寬刃箭鏃，青銅質地，帶倒鉤，殺傷力強大，但穿透力不足;這在對希臘的戰爭中被證明是一個致命的弱點，因為波斯人的箭雨不能對希臘的重裝步兵構成足夠的威脅。這個時候的波斯騎兵主要是輕騎兵，只有將領被甲，他們的裝備是一副弓箭和一柄長刀。
波斯騎兵借鑒遊牧民族的游擊戰術，主要依靠弓箭殺傷敵人，戰鬥時波斯騎兵一般會迂迴到敵人的側後方發起攻擊，等到敵軍陣形散亂時才會排成密集隊形衝擊敵人。
面對這樣一支數量龐大，戰術成熟的軍隊，希臘軍隊頗有螳臂攔車之感。這個時候雅典所有的青壯年男子不超過三萬，整個希臘半島的可用之兵從來沒有超過十萬人。希臘最終贏得希波戰爭，靠的是一支訓練有素的精兵，和著名的希臘長矛密集陣戰術(Phalanx )(希臘方陣) .希臘軍隊的主力是重裝步兵(Hoplite )，他們的裝備包括青銅打造的頭盔，胸甲和肩甲，軀幹的其它部位著鱗片甲;一面淺碟形圓盾直徑約一米，表面是一層青銅蒙皮;主要兵器是一支長約三米的矛，輔助兵器是一柄六十公分長的短劍。希臘步兵戰鬥時組成密集的方陣，通常有八行縱深，前四排士兵持矛水平向前，後排的長矛疊在前排長矛之上，而後四排則將矛豎立。希臘的密集陣戰術對士兵的身體素質和戰術素養要求非常高，一個全副武裝的步兵需要負重四十公斤，進行長距離的奔跑和高強度的衝刺。一個希臘方陣必須在任何情況下保持隊形緊密，步調一致，這需要長時間的隊列訓練才能達到。
希臘密集方陣的正面攻擊銳不可當，其弱點在側面，因而往往需要散兵或騎兵在兩翼保護。希臘的密集陣戰術在希波戰爭中被證明是波斯步兵方陣的剋星，但在馬拉松平原兩軍初次相遇時，希臘人卻是心中無底。他們面對波斯大軍時的心情大概和努爾哈赤的八旗兵在薩爾滸面對明朝大軍時一樣，有幾分自慚形穢，有幾分忐忑不安，而更多的是豁出去了的義無反顧。