马拉松战役的交战双方：波斯帝国的版图横跨欧亚
古波斯帝国是人类历史上第一个名副其实的大帝国。公元前550年波斯王居鲁士(cyrus)统一波斯全境，开始大规模扩张，在短短的五十年间，除中国以外的所有文明古国，如埃及，巴比伦，腓尼基，巴勒斯坦，亚美尼亚和北印度等都被波斯征服，沦为波斯的行省或附庸。到希波战争前夕，波斯帝国已经控制了所有小亚细亚的希腊城邦，又用武力使希腊周边国家色雷斯和马其顿臣服，希腊在波斯的狂飙突进中宛如汪洋中的一条小船，朝不保夕。
波斯帝国代表世界古代文明的一个顶峰，波斯人拥有自己的书写系统–楔形文字(cuneiform)和自己独特的信仰——拜火教(zoroastrian )。楔形文字是和古埃及文和中国甲骨文齐名的古代象形文字，而拜火教源远流长，是中国古代摩尼教和白莲教的远祖，直到今天在伊朗和印度都还有不少信徒。发动波希战争的波斯王大流士，是波斯帝国秦始皇式的人物，他统一度量衡和货币体系，修建贯穿帝国全境的道路和灌溉工程，并采取措施促进帝国内的自由贸易，使波斯帝国成为古典时代首屈一指的富庶国家。波斯帝国的治国思想有些类似中国的“大同世界”的理念，对帝国内各民族的宗教和习俗都相当尊重和宽容，历代波斯王都以身作则鼓励波斯人和其他民族通婚。纵观波斯帝国两百多年的历史，没有一起宗教迫害事件，波斯人也从不强迫其他民族信仰拜火教，这和以后的阿拉伯帝国形成了鲜明对照。
虽然波斯是古往今来少有的开明帝国，其统治仍然是建立在暴力征服的基础上，所以波斯帝国在被征服地区的绥靖政策往往是费力不讨好，争取民族独立的起义此起彼伏。为了维护其统治，波斯帝国建立了一支庞大的军队。著名希腊史学家希罗多得(herodotus )对希波战争时期波斯帝国的军队有过一个精确的描述：波斯帝国海军有一千二百零七艘战舰，官兵五十七万人;陆军包括步兵一百七十万人，骑兵八万人，骆驼及战车兵两万人，共计二百三十七万人。这还只是亚洲地区的部队，波斯帝国在小亚细亚，色雷斯和马其顿的欧洲附属国必要时还能提供三十万陆海军。
古波斯军队以步兵为主，根据希罗多得介绍，波斯步兵头戴一顶软帽，身穿色彩鲜艳，做工考究的宽袖长袍和长裤。波斯步兵方阵(sparabara )相当特别，这种方阵一般是十行纵深，每一个纵列代表一个基本战术单位“十人队”，队长站在最前列，装备一面长方形盾牌，和一支约两米的长矛，上身披轻便的鳞片甲;他身后的九名步兵，每人装备一副弓箭和一柄弯刀，一般不被甲。战斗时队长负责抵挡敌人步骑兵的冲击，而身后的九名弓箭手以密集的齐射杀伤敌军，其中只有第二排的弓箭手能够从队长的身旁直射敌人，后面的八人则是对空放箭，射角由前到后逐渐抬高至45度，这样在阵前三百米以内构成弓箭的火力覆盖。当敌人被波斯人的箭雨大量杀伤，溃不成军之时，波斯步兵就开始冲锋，他们将弓收入箭囊，拔出弯刀，冲入敌阵近身格斗。
波斯人的弓箭齐射时遮天蔽日，对敌军有相当强的威摄力。温泉关战役时，斯巴达将领迪埃尼斯(dieneces)面对波斯军队的弓箭齐射风趣地说：“波斯人放的箭遮住了太阳，正好让我们在阴凉下作战。”此时中亚游牧民族独有的组合反曲弓在波斯军中只有少量装备，大部分士兵还是使用普通的直木弓。波斯人的箭用一种三棱宽刃箭镞，青铜质地，带倒钩，杀伤力强大，但穿透力不足;这在对希腊的战争中被证明是一个致命的弱点，因为波斯人的箭雨不能对希腊的重装步兵构成足够的威胁。这个时候的波斯骑兵主要是轻骑兵，只有将领被甲，他们的装备是一副弓箭和一柄长刀。
波斯骑兵借鉴游牧民族的游击战术，主要依靠弓箭杀伤敌人，战斗时波斯骑兵一般会迂回到敌人的侧后方发起攻击，等到敌军阵形散乱时才会排成密集队形冲击敌人。
面对这样一支数量庞大，战术成熟的军队，希腊军队颇有螳臂拦车之感。这个时候雅典所有的青壮年男子不超过三万，整个希腊半岛的可用之兵从来没有超过十万人。希腊最终赢得希波战争，靠的是一支训练有素的精兵，和著名的希腊长矛密集阵战术(phalanx )(希腊方阵) .希腊军队的主力是重装步兵(hoplite )，他们的装备包括青铜打造的头盔，胸甲和肩甲，躯干的其它部位着鳞片甲;一面浅碟形圆盾直径约一米，表面是一层青铜蒙皮;主要兵器是一支长约三米的矛，辅助兵器是一柄六十公分长的短剑。希腊步兵战斗时组成密集的方阵，通常有八行纵深，前四排士兵持矛水平向前，后排的长矛叠在前排长矛之上，而后四排则将矛竖立。希腊的密集阵战术对士兵的身体素质和战术素养要求非常高，一个全副武装的步兵需要负重四十公斤，进行长距离的奔跑和高强度的冲刺。一个希腊方阵必须在任何情况下保持队形紧密，步调一致，这需要长时间的队列训练才能达到。
希腊密集方阵的正面攻击锐不可当，其弱点在侧面，因而往往需要散兵或骑兵在两翼保护。希腊的密集阵战术在希波战争中被证明是波斯步兵方阵的克星，但在马拉松平原两军初次相遇时，希腊人却是心中无底。他们面对波斯大军时的心情大概和努尔哈赤的八旗兵在萨尔浒面对明朝大军时一样，有几分自惭形秽，有几分忐忑不安，而更多的是豁出去了的义无反顾。