Palmyra hadde en sterk hær, både et dyktig kavaleri og bueskyttere som var beryktet. Som handelsby trengte Palmyra beskyttelse, og dens hær beskyttet ikke bare byen og dens økonomi, men utvidet Palmyras autoritet langt utenfor bymurene og beskyttet handelsrutene i ørkenen. Palmyra ble beskrevet som "Sparta blant byene i Orienten", selv deres guder ble avbildet i militær rustning. Soldater ble rekurttert fra byen og fra dets områder, fra utkanten av Homs til Eufratdalen, men også utenlandske leiesoldater ble rekruttert; en nabatisk kavalerist er nedtegnet i 132 for å ha tjenestegjort i en militær enhet fra Palmyra stasjonert i Anah. Hæren hadde antagelig også en rekke arabiske allierte fra ulike ørkenstammer. I 272 ledet Zenobia en hær på formidable 70 000 soldater.