雙方軍力對比
◆波斯軍隊方面：包括波斯人在內的各個仆從國軍隊***計20-50萬人
波斯帝國方面參加這次遠征的士兵來自臣服波斯的46個國家，100多個民族。有穿著五光十色的長褂和鱗狀護身甲、攜帶短劍長矛的波斯人、米底亞人；有頭戴銅盔、手持亞麻盾牌和木棍的亞述人；有用弓箭和斧頭作為主要武器的帕提亞人和花剌子模人；有穿長袍的印度人；有穿緊腰鬥篷，右肩掛著長弓的阿拉伯人；有穿豹皮或獅子皮、用紅白顏色身的埃塞俄比亞人，他們的武器是棕櫚樹制的弓、燧石做的箭頭和鑲羚羊狐貍皮；身穿鮮艷的紅鬥篷，手拿標槍和盾的色雷斯人；還有帽盔上裝飾牛耳、手執皮盾和短矛的高加索各族士兵。波斯軍隊的人員這樣龐雜，武器裝備又是這樣五花八門，使得這支大軍很像壹次各族軍隊和軍備的大展覽。
◆ 希臘軍隊方面：總計約6700人（依據希羅多德的記載） 299名斯巴達皇家衛隊戰士， 900名斯巴達“黑勞士”（斯巴達奴隸）， 500名曼提尼亞城邦戰士 500名特吉亞城邦戰士 400名科林斯城邦戰士 1120名阿卡狄亞戰士 200名菲琉斯城邦戰士 80名馬其頓城邦戰士 以上壹***來自伯羅奔尼撒的戰士***計約3100人，由斯巴達國王列奧尼達指揮出征 700名賽斯比城邦戰士 400名底比斯城邦戰士 1000名佛西斯城邦戰士 但在壹些早期傳奇和現代影視中，誇張地稱只有300名斯巴達人，將奴隸和友軍全部忽略。
根據溫泉關地勢險要、山道狹窄、部隊不能展開行動、騎兵和車派不上用場的特點，波斯王薛西斯采取了派步兵輪番沖擊的強攻戰法，企圖利用人數的優勢打垮斯巴達人。但是希臘人使用的防守陣型是著名的“希臘長槍方陣”（Phalanx formation），壹堵由寬大盾牌組成的盾墻和層疊其間的長矛。色雷斯人和米底亞人的小盾和短矛沒有辦法和希臘人匹敵，成批的士兵在斯巴達人的盾前倒下。後來由於叛徒的出賣，波斯人由小路繞道溫泉關後，完成了對希臘主力守軍的合圍。斯巴達國王列奧尼達得知，為保存實力，他讓已無鬥誌的其他城邦軍隊撤到後方，只留下他帶來的斯巴達王家衛隊士兵迎戰。因為按照斯巴達傳統，士兵永遠不能放棄自己的陣地。700名由將軍迪莫費魯斯率領的賽斯比城邦戰士自願留下同斯巴達人並肩作戰。
最終，付出約20000（也有記載說是7000）波斯士兵生命的溫泉關血戰，不管勝敗對於波斯來說都是壹個噩夢。