Среди известных способов осадных работ наиболее эффективными были подкопы. Сначала рыли туннели под стены вражеской крепости, потом заполняли их горючим веществом и, когда другие приготовления были закончены, поджигали. Огонь уничтожал деревянные крепления, туннель обрушивался вместе с секцией стены или башни, и образовывался пролом. Минирование могло столкнуться с контрминированием; яркий пример тому был найден в ходе раскопок крепости Дура-Европос на Евфрате, взятой Сасанидами в 256 г. Здесь подведение мины столкнулось с контрминой. Археологи обнаружили скелеты солдат обеих сторон, погибших на месте, — мрачное свидетельство природы осадной войны в период поздней империи. И византийские, и арабские историки сходятся в том, что подкоп был основным способом взятия крепостей, с другой стороны, свидетельства современников отражают и более простые подходы. Одна византийская крепость была взята военной хитростью. Болгарский царь Самуил приказал пяти солдатам, переодетым мастеровыми, проникнуть в крепость, спрятав под плащами топоры. Оказавшись внутри, они быстро вывели из строя закрывающий ворота механизм. Болгары всеми силами бросились на приступ и опередили не успевших забаррикадироваться ромеев.
Один из наиболее способных и успешных полководцев Василия II Никифор Увран, в своем труде по тактике, написанном в конце X в., отмечает, что именно ведение подкопов под стены города, а не использование сложных машин и осадных механизмов было основным средством взятия вражеских цитаделей. Но это касается ведения осад на уровне командующих полевыми армиями. При подготовке к осаде крепости как части стратегического плана кампании, по имеющимся письменным источникам, осадные машины выходят на первый план. К началу XII в. византийские армии уже используют огромные осадные парки, включая большие деревянные башни с таранами и катапультами или баллистами различных типов. Вообще-то к описанию техники византийскими трактатами или к упоминанию о ней в хрониках нужно относиться очень осторожно. Византийские авторы зачастую просто переписывали древних историков. Например, Лев Диакон, повествуя о взятии мусульманской цитадели Канди на Крите, случившемся в X в., дословно переписал историю одной осады VI столетия у Агафия. Но метательные машины действительно широко использовались не только при взятии крепостей, но и в полевых сражениях, где хорошо зарекомендовали себя маленькие баллисты натяжного действия, установленные на телеги.
Общий вид византийских метательных машин остается неясным. Из свидетельств современников мы ничего не узнаем ни об их конструкции, ни о принципе действия спускового механизма. С другой стороны, есть все основания предполагать, что использование скручивающих механизмов прекратилось к началу VI в., вызвав к жизни более простые и легкие в обслуживании машины натяжного действия. Документ 950–960 гг. включает в список оборудования, использованного при высадке на Крит в 949 г., большие и маленькие, стационарные и ручные баллисты, то есть натяжные механизмы (действующие по принципу арбалета), которые в зависимости от назначения могли метать как стрелы, так и камни. Ромейские армии также имели на вооружении натягиваемый вручную требушет, позаимствованный через аваров из Китая в конце VI в. и использовавшийся в Византии и арабском мире до XII столетия, когда появился намного более мощный аналог.
С конца VII до самого XII в., особенно на море, византийцы наводили ужас на неприятелей своим страшным «греческим огнем». Этот ранний тип напалма состоял из сырой нефти (привезенной с Кавказа или из южнорусской степи, куда византийцы имели постоянный доступ). Пламя вырывалось из труб, установленных на носу или на корме больших военных кораблей имперского флота. Это было очень эффективное оружие при попадании в цель, но и само по себе оно хорошо работало как средство устрашения. В начале X в. появилась сухопутная версия «греческого огня», описанная в арабских летописях. Момент выброса пламени был, вероятно, столь же опасен для византийцев, сколь и для их врагов, но принцип действия остается неясным. В то время зажигательные снаряды были стандартным орудием войны и широко использовались и в древности, и в Средневековье. Все же эти прообразы огнеметов были оружием совсем иного рода, чем горшки с горючей смесью, забрасываемые посредством катапульт, огненные стрелы и т. д. Хотя арабы даже создали специальные подразделения, вооруженные аналогом «греческого огня», они не смогли успешно копировать это специфическое устройство.