在朱棣和朱瞻基兩代打擊下，蒙元的勢力已經瓦解，分裂為瓦剌和韃靼，瓦剌名義上臣服於明朝廷，韃靼則是成吉思汗子孫的延續，漢族政權一向擅長挑撥離間，總是扶持較弱的一方打壓較強的一方，也先在瓦剌上位以後，明朝終止瓦剌貿易，要求購買糧食被拒絕，矛盾激化，雙方劍拔弩張，這是開戰的根本原因。
也先邀請了漠北漠南各部，總共拼湊了16萬軍隊，貌合神離，也先的叔叔阿喇，韃靼大汗脫脫不花，都認為進攻中原就是送死，完全是出工不出力。帝都的三大營名聲遠揚，但那已經是當年朱棣打造出來的，時過境遷現在都是兒子一輩的人，已經20多年沒打過仗，明朝特有的屯兵制，父輩是軍人兒子還是軍人，但兒子不止一個，所以軍隊編制就不斷膨脹，軍費開支巨大的問題一直困擾到末期，表面上三大營兵力強盛，實際真的是紙老虎。
從紙面實力來看雙方都沒有必勝的本錢，其中率先發難的也先直屬軍隊圍攻大同，宣大防線一直都是明朝重兵集團，朱祁鎮御駕親徵帶領三大營，作戰目的很清晰，就是從外面包圍對方，這也是宣大防禦一直以來的戰略構想，但是幾十萬人行動遲緩，中途就收到大同淪陷的消息，加上出兵倉促糧草不濟，只能折返，返回途中又沒有及時撤回居庸關以內，遭到對方突襲，土木堡之變短短時間，幾十萬軍隊潰散，皇帝被俘。
慘敗的原因有很多，完全推卸給太監王振太偏頗，過於臉譜化了，他還真沒那麼大權力，三大營的軍權是皇帝掌握，決不允許他人染指。三大營中最有名的神機營，就是土槍部隊，那年代的火槍無需瞄準也打不準，就是靠1000人齊射，1000人在裝彈，1000人在裝火藥，輪番上前齊射，後面還有100多門火炮支援，如果是築好營壘兩軍對陣，火力確實非常強大，但在行軍移動過程中，燒火棍還真沒用，一支當時裝備優良的火器部隊，沒有打就潰敗了。五軍營多是當年收編北元的降兵降將，騎兵為主，朱棣當年有名的手下朱能就是其中之一，土木堡之變中朱能的兒子朱勇戰死，就是隸屬五軍營，也是當時唯一還有抵抗能力的明軍一部。三千營在朱祁鎮時，已經從3000騎兵變成六七萬人，但戰鬥力幾乎為零，日常活動基本屬於帝都的保安團。
另外一個因素就是地理，土木堡屬於今天的河北懷來縣，附近同屬懷來縣還有一個近代戰役有名的地點——新保安，傅作義嫡系35軍，就是平津戰役在新保安被全殲，同樣是沒有及時東撤，被合圍在狹長地帶然後圍殲。軍事角度來說這兩次有相似點，及時突圍東撤到居庸關，至少不會全軍覆沒。此時脫脫不花帶兵攻擊居庸關，久攻不下，如果明軍主力折返，有可能把這北元殘餘徹底聚殲在長城腳下。
最後因素就是人，皇帝親徵好大喜功，擺排場看重聲勢，天朝的一些老毛病都集中在這場戰役中，實際作戰部隊只有20多萬，實際隊伍有50萬人，就像一個龐大的旅遊團。一方面降低了軍隊機動性，另一方面增加了不必要的糧草供應量，分數不同指揮系統也很混亂，三大營和地方部隊20多萬，完全可以分兵不同路線，即可以互相掩護側翼，又可以從不同方向發起進攻，可惜承平日久，此時明軍沒有實際打過仗的將領，而且皇帝志得意滿，事必躬親，別人也說不上話。
歷代戰爭都不是看紙面實力，只有汲取教訓才能避免莫名其妙的慘敗，明軍被也先幾萬軍隊擊潰，可能是戰前所有人都無法想像，但事實就這樣發生了。