Название «кантонист» произошло от слова «кантон», которым в Пруссии XVIII века обозначали полковой округ. В России же кантонистами, начиная с 1805 года, называли несовершеннолетних детей нижних воинских чинов. Они составляли своеобразное обособленное сословие, с первых дней жизни оказывались в подчинении военного ведомства и были военнообязанным. Таким образом государство, по сути, «закрепощало» солдатских детей — и законных, и незаконных.

До 14 лет они должны были поступить в школу кантонистов. Альтернативы не было, поскольку обучение в каких-либо других учреждениях для таких детей было под запретом. В 1827 году в подобные школы кроме сыновей военнослужащих начали направлять также цыган, беспризорников, польских мятежников, шляхтичей, которым не удавалось доказать дворянский титул, и молодых евреев из числа рекрутов.

Юноши начинали службу в гарнизонных школах, где сначала учились самому необходимому — минимальной грамоте, а со временем — фортификации, артиллерийскому делу и другим военным наукам. Детям, которые отставали по этим дисциплинам, предлагали изучать ремесла: кузнечное, столярное, сапожное и другие. А самые успешные ученики по окончании обучения задерживались в школах еще на 3 года для повышения квалификации. Некоторые из них оставались преподавать в своих же alma mater. Остальных сразу отправляли служить, прямиком в войска. При этом годы обучения в школе кантонистов не входили в общий срок обязательной военной службы.

При императоре Николае I направления подготовки в кантонистских школах существенно расширились. Открывались специальные учреждения: инженерные и артиллерийские, военно-медицинские школы, школы аудиторов и топографов. Увеличился и срок учебы кантонистов. Юноши с 10 до 14 лет посещали средние школы, а с 14 до 18 — старшие. В период правления Николая I число воспитанников таких учреждений по всей стране возросло до 36 тысяч.

Кантонистские школы обеспечивали надежными кадрами регулярную армию. Повзрослевшие солдатские дети занимали должности унтер-офицеров, вахтеров, чертежников, топографов и писарей.