Na podstawie podanej przez Herodota liczby okrętów, a także zawartych w innych miejscach jego Dziejów wzmianek na temat liczby przewożonych na pokładzie trier żołnierzy, historycy wyliczają, że perska armia lądowa liczyła prawdopodobnie 18–24 tys. wojowników. Nicholas G.L. Hammond sądził, że Persowie zgromadzili co najmniej 25 tys. piechoty, gdyż musieli brać pod uwagę możliwość starcia z połączonymi siłami dwóch najpotężniejszych państw greckich – Aten i Sparty – które mogły wystawić armię liczącą łącznie ok. 20 tys. zbrojnych. Większość badaczy zachowuje ostrożność w ocenie liczebności perskiej jazdy biorącej udział w wyprawie, szacując ją na 800 do 1200 konnych. Bardziej śmiałe szacunki wysuwa Nicholas Sekunda, przypuszczający, że w armii Datysa i Artafernesa znajdowało się 2–4 tys. jazdy. W skład armii inwazyjnej wchodzili Persowie i Sakowie, a prawdopodobnie także Medowie.