關系層次
國民黨中央軍以與蔣親疏關系來看，大體分為以下3個層次：
（1）黃埔嫡系将領統率的部隊，稱中央軍嫡系；
（2）蔣在北伐及曆次的軍閥混戰中不斷收編的部隊，在中央序列内，但是仍保持相對獨立人事體系的，稱中央軍旁系，多為被收編的北洋部隊。這類部隊不少被中央嫡系部隊吞并改造，變為嫡系。
（3）在軍閥混戰中被蔣（或其他軍閥）打敗，失去地盤，編入中央序列，但是仍保持相對獨立人事體系的。與上一類不同的是，這些部隊出于地方實力派，失去勢力後仍與地方保持着千絲萬縷的聯系，例如廣東的19路軍、廣東的薛嶽、湖南的譚延闿/魯滌平等部。
中央嫡系
雛形
中原大戰時期，嚴格意義的中央軍隻有6個師，這是蔣軍嫡系的雛形。
第1師：北伐時期的劉峙第2師，後來交到胡宗南手上，擴展了第1軍，“西北王”的核心部隊。
第2師：北伐時期的第3師、第14師等合成，師長先後有顧祝同/樓景樾/黃傑/鄭洞國等，後與25師合編為關麟徴的52軍。
第3師：北伐時期的第20師，師長先後有錢大鈞/陳繼承/李玉堂，後來發展為第10軍，以方先覺守衡陽聞名。
第9師：北伐時期王柏齡的第1師。北伐中在南昌受創，回後方整編，重編序列後為第9師，後來發展為蔣鼎文/李延年的第2軍。
第10師：由兩部組成，一是黔軍王天培部的殘餘，師長楊勝治/方鼎英，二是國民軍方振武投蔣後編成的45師，師長衛立煌。後來第10師與45師合并，仍稱第10師，師長衛立煌/李默庵，由于部隊淵源不好，以及衛立煌與蔣的關系一般，這一部又稱中央軍的雜牌。
第11師：原福建周蔭人部，投降北伐軍，先編成17軍，後改11師，師長曹萬順/陳誠。這是陳誠“土木系”的根基。
中原大戰後，又按德式編制建成了張治中的教導師，随後教導師一分為三，教1師馮轶裴、教2師張治中、教3師錢大鈞。教1師發展的36、87、88師即後來的71軍；教2師發展為第4、25師，第4師是湯恩伯系的班底，25師編入關麟徴52軍；教3師發展為第14、89師，後來14師歸陳誠，89師歸湯恩伯。
根基
上述這些構成國民黨中央軍嫡系的最原始根基。
抗戰時期建立起來的中央嫡系部隊：
200師，原軍委會直轄的裝甲兵團擴編，是國軍第一支機械化步兵師，師長杜聿明。後來以200師為基礎，發展出96師，新22師（廖耀湘），構成第五軍的框架。其中新22師後來自立門戶，成為新六軍的主力師。該軍另兩個師14師、50師也是中央軍。
榮譽第一師，是抗戰老兵、傷兵為基礎組建的，師長鄭洞國，戰鬥力不亞于200師。
新38師，以稅警總團部隊為基礎組建，師長孫立人。後來成為新1軍的主力師。該軍另一個師新30師當然也是中央軍。
51師，國防部補充旅為基礎擴建，師長王耀武，後來成為74軍主力師。74軍另外兩個師57師、58師戰鬥力也很強，都是中央軍。
118師，是11師發展出來的，198師是54軍主力師，這兩個師和11師構成陳誠土木系的支柱。
中央旁系
北伐時蔣的盟軍
湖南譚延闿的第2軍，北伐後未能在湖南立足，曾先後在浙江、江西等地駐防，由于沒有固定地盤，聽命于蔣，編成張輝瓒18師（江西被殲）、譚道源50師、李韫珩53師，這支部隊後來追擊紅軍到了陝西，被胡宗南兼并。
趙恒惕的部将賀耀組随唐生智一起南投，編為第8師，師長陶峙嶽，後來也歸并胡宗南系。
雲南朱培德的第3軍，當時有第7師、12師。第3軍的番号一直保留到該部隊的最後。
廣東第4軍之薛嶽部、蔣光鼐部。陳濟棠取得廣東地盤後，這兩支無家可歸的粵軍也在中央均等編制内，但是由于各種因素，蔣光鼐部（60、61、49、78）一般還是被當作粵軍看待。薛嶽部有時也被稱粵軍，但是應該說已經中央化了，最初編為90師，後來兼并其他雜牌增加了一個59師。
沿途收編的部隊
北伐時，北洋各省的地方部隊紛紛投誠，北伐後整編，原則上各省均保留了一個師，由于這些省份沒有地方實力派，這類部隊均比較聽命于蔣，個别部隊被改造為中央軍嫡系。
江西的第5師，原賴世璜部，曆任主官有熊式輝/胡祖玉/周渾元/姚純，後來擴編了餘韶的96師（劃入第5軍）。
浙江的第6師，原周風歧部，曆任主官有陳儀/趙觀濤/周喦，湯恩伯也是這支部隊出身。第6師後來擴編為75軍，屬于陳誠系部隊。
福建的11師被陳誠吃掉了。
安徽的56師，原馬祥斌部，早期親桂系，後來親蔣，師長劉和鼎/劉尚志，抗戰時編為39軍，抗戰結束被裁。
江蘇的陳調元部編了55和57兩個師，師長分别為阮肇昌、李松山。後來55師歸了陳誠系（編入94軍）；57師被改造後，編入王牌的74軍。
湖北的13師，原夏鬥寅部，曆任主官有夏鬥寅/萬耀煌/朱鼎卿，朱懷冰也出自這支部隊。後來歸入陳誠系，13師先後曾在25軍、75軍、86軍等序列裡。
孫傳芳主力：孫傳芳放棄了江南五省，率領主力（多為原北洋的正規部隊）撤退江北，二期北伐時被擊敗，其餘由鄭俊彥率部投降，編為43和47師，後郭華宗的43師被陳誠吞并，47師的曆任師長有王金钰/上官雲相/劉家麒，抗戰時編入第9軍，劉家麒與軍長郝夢齡一起陣亡。
直魯聯軍：直魯聯軍原為北洋的河北和山東部隊，二次直奉大戰後依附奉系，1928年奉軍主力敗退出關，直魯聯軍被蔣收編，編成21、41、48、58等師。劉珍年21師被韓複榘打敗，離開山東後被李仙洲接管，成為中央嫡系；陳耀漢58師調到南京擔當警衛師，師長張靈甫，後來成為王牌74師的主力師；41和48師保持着一定的獨立性，合成第10軍，徐源泉任軍長。
此外，喻英奇的廣東“剿共”司令軍和蕭之楚的44師也是分别出自于陳渠珍的湘軍和北洋的部隊。 “中央軍”這個詞是相對于“地方實力派”而言的。然而也有不少的部隊，既非地方實力派，也不像中央軍，介于邊緣之間的部隊。這些部隊從序列上還是統一于中央的，但是人事上仍然自成體系。（在人們的直覺觀念裡應該不算中央軍了）
粗略列舉：
奉軍郭松齡部，郝夢齡的54師；
國民三軍龐炳勳部39師；
出自陝西的國民二軍：嶽維峻/李紀才部，公秉藩的28師和王錦文的79師；張萬信34師（原田維勤部）；高桂滋的84師；井嶽秀/鄧寶珊的86師；
河南的綠林和土著部隊：鎮嵩軍主力，劉鎮華兄弟的64師和65師；孫殿英的40師；戴民權的45師；75師（萬選才殘部）、76師（樊鐘秀殘部），75和76師合編為張钫20路軍；
原湖南葉開鑫（趙恒惕部下）的52師，師長李明；原四川張英部的59師，師長陳時骥，均被陳誠吞并，圍剿紅軍時被殲；
雲南範石生的51師，後來經改造，編入74軍；
福建民軍，張貞49師（後被19路軍兼并）；盧興邦52師；
四川郭汝棟的26師；
這些“散兵遊勇”不斷被瓦解、改造、兼并，情況變動較快，不一一而囑。
抗戰時期
日軍在抗戰爆發前對中國軍隊進行過詳細調查，認為“中國軍隊一直是軍閥的私人軍隊，其編制、裝備、素質、訓練都不好，作為國防軍是低劣軟弱的”。同時，又将當時國民政府控制的中國軍隊分為三類：一是蔣介石的嫡系軍（又稱中央直系）；二是改編地方軍而成的中央旁系軍，三是未劃入蔣介石統制下的地方軍。
在抗戰期間，中央直系部隊最為日軍重視。
縱觀八年抗戰日軍的戰史、戰報，對于中央直系軍隊，日軍是相當重視；特别是武漢會戰之後的相持階段，更是将殲滅中央軍提高到作戰目标上，甚至認為“有此軍隊存在，迅速和平解決中國問題，無疑緣木求魚”。
1939年11月，岡村甯次在“關于迅速解決日華事變作戰方面的意見”中曾判斷：“敵軍抗日勢力之中樞，既不在于中國4億民衆，亦不在于政府要人之意志，更不在于包括若幹地方雜牌軍在内之200萬抗日敵軍，而隻在于以蔣介石為中心、以黃埔軍官學校系統的青年軍官為主體的中央直系軍的抗日意志。隻要該軍存在，迅速和平解決有如緣木求魚。”
