秦始皇统一六国，接着又统一文字，为文化学术的发展传播提供了有利的条件。但是不到十年，秦始皇颁令焚书，禁绝私学，只允许以法为教，以吏为师，又使文化学术受到严重摧残。以后，项羽入咸阳，焚秦宫室，连国家典藏的图书也荡然无存，文化学术再次受到破坏。
秦朝置博士官，多至七十员，诸子百家，包括儒家在内，都可以立为博士。博士的职掌是通古今，备顾问，议礼议政，并教授弟子。坑儒事件使博士、儒生受到打击。有些博士、儒生后来投奔陈胜，参加了反秦活动。
西汉初年，汉高祖刘邦不废秦代挟书之律，蔑视儒学和儒生。在这种情况下，儒家学术源流几乎完全断绝，除了叔孙通略定礼仪的事例以外，不见儒家有什么活动。博士制度在汉初依然存在，高祖曾以叔孙通为博士，文帝曾以申公、韩婴、公孙臣等人为博士，但是博士人数不多，不过具官待问而已，不受当世的重视，在传授文化方面也没有起多大的作用。
在学术思想发展的低潮中，道家的黄老无为思想为汉初统治者所提倡，居于支配地位。道家重视成败存亡的历史经验，主张清虚自守，卑弱自持，所以它适应农民战争后的政治形势，适合恢复生产、稳定封建秩序的需要。胶西盖公好黄老之言，惠帝初年应齐丞相曹参之请仕于齐国。盖公认为治道贵清静而民自定，这个见解比齐国儒生的议论切合实际，在帮助曹参安集百姓方面起了重要作用。道家奉老子的《道德经》，有可考的传授源流，但是世无师说，学术内容可以在很大的程度上随时损益，使之切合当时统治者的具体要求。所以汉初统治者把黄老之言当作“君人南面之术”加以利用，而各种不同流派的思想家也都乐于称说黄老之言。
西汉初年陆贾的《新语》，包含了黄老的政治思想。陆贾针对汉初的政治经济形势，探讨了“以寡服众、以弱制强”的统治方法，认为“道莫大于无为，行莫大于谨敬”。马王堆出土汉文帝时墓葬中的《经法》等多种帛书，是当时流行的黄老著作。系统地阐明道家哲学思想的著作《淮南鸿烈》，也叫《淮南子》，是武帝时淮南王刘安集宾客写成的。《淮南子》问世时，黄老思想在政治上已不占支配地位了。
在汉初特定的社会条件下，统治者无为而治，使农民生活比较安定，社会生产较易恢复，也使汉朝的统治秩序渐形巩固。但是到了文、景时期，无为而治又产生了新的问题：王国势力凌驾朝廷，商人豪强日甚一日地兼并农民，匈奴对汉无止尽地谩侮侵掠。因此，无为而治已不再适应经济、政治的需要了。贾谊大声疾呼，提出变无为为有为的要求，他在《治安策》里说：“夫俗至大不敬也，至亡（无）等也，至冒上也，进计者犹曰毋（无）为，可为长太息者此也。”
文、景时期，出现了由无为到有为、由道家到儒家嬗变的趋势。那时候，挟书令已被禁止，留存于民间的一些古籍陆续为世人所知。旧秦博士伏生出其壁藏《尚书》二十余篇，文帝曾使晁错从他受业。博士之数达到七十余人，百家杂陈而儒家独多。儒家的《书》《诗经》《春秋》以及《论语》《孝经》《孟子》《尔雅》，都有博士，其中《诗》博士有齐、鲁、韩三家，《春秋》博士有胡母生、董仲舒两家。这种情形，为汉武帝刘彻独尊儒术提供了有利的条件。
武帝建元元年（前140），武帝采纳丞相卫绾之议，罢黜治申、商、韩非、苏秦、张仪之言的贤良。好黄老的窦太后（武帝祖母）力加反对，借故把鼓吹儒学的御史大夫赵绾和郎中令王臧系狱。儒家势力虽然暂时受到打击，可是建元五年，武帝设置五经博士，儒家经学在官府中反而更加齐备。建元六年窦太后死，武帝起用好儒术的田蚡为相。田蚡把不治儒家五经的太常博士一律罢黜，排斥黄老刑名百家之言于官学之外，并且优礼延揽儒生数百人。这就是有名的罢黜百家，独尊儒术。独尊儒术以后，官吏主要出自儒生，儒家逐步发展，成为此后两千年间的正统思想。这种情况对于学术文化的发展是不利的，但是在当时却有利于专制制度的加强和国家的统一。
取得独尊地位的儒家，在先秦儒家仁义学说之外，吸取了阴阳家神化君权的学说，极力鼓吹封禅和改制。元封元年（前110），武帝举行封禅大典。太初元年（前104），武帝颁令改制，以汉为土德，色上黄，数用五，定官名，协音律，并采用以正月为岁首的《太初历》，代替沿用了百余年的以十月为岁首的《颛顼历》。新的儒家也吸取了法家尊君抑臣的思想，并力图用刑法加强统治。所以汉武帝一方面“外施仁义”，一方面又条定刑法，重用酷吏。董仲舒把儒学引入法律，以《春秋》经义定疑狱，为判例二百余则，称为《春秋决狱》，亦称《春秋决事比》。以后，汉宣帝刘询宣称汉家制度是霸道（法）王道（儒）杂而用之，不主张纯用儒家的德教。
儒家的独尊，有董仲舒倡议其间，而且新儒学的思想内容，也由他奠立基石。董仲舒，广川（今河北枣强境）人，习《公羊春秋》，景帝时为博士。武帝时，他上《天人三策》，系统地阐明了他的哲学思想和政治思想。他著有《春秋繁露》一书。
董仲舒认为人君受命于天，进行统治，所以应当“屈民而伸君，屈君而伸”。如果人君无道，天即降灾异来谴告和威慑。如果人君面对灾异而不思改悔，就会出现“伤败”。因此人君必须“强勉行道”。这就是他的具有神秘色彩的“天人感应”学说。他认为《春秋》一书著录了长时期的天象资料，集中了天人相与之际的许多解释，所以后世言灾异要以《春秋》为根据。
董仲舒主张“道之大原出于天，天不变道亦不变”。这是他的形而上学的宇宙观和历史观。同时他又认为朝代改换，有举偏补弊的问题。他认为秦朝是乱世，像“朽木粪墙”一样，无可修治，继起的汉朝必须改弦更张，才能“善治”，这叫作“更化”。更化不但应表现为改正朔，易服色，制礼乐，而且还应表现为去秦弊政。这就是他提出限民名田、禁止专杀奴婢等要求的理论根据。不过在他看来，“王者有改制之名，无易道之实”，所以改制并不影响天道不变的理论，不影响封建统治的基础。
《春秋公羊传》砖拓本（局部）。《春秋公羊传》是儒家经典之一，为今文经学的重要经典，历代今文经学家常用此书作为议论政治的工具。
董仲舒据《公羊春秋》立说，主张一统，认为《春秋》大一统是天地之常经，古今之通谊。他的所谓一统，就是损抑诸侯，一统乎天子，并使四海“来臣”。但是如果师异道，人异论，百家殊方，旨意不同，人君就无以持一统。因此他要求罢黜百家，独尊儒术。
对于人君应当如何实行统治的问题，他主张效法天道。在他看来，天道之大者在阴阳，阳为德，阴为刑，所以人君的统治必须阴阳相兼，德刑并用。天道以阳为主，以阴佐阳，因此人君的统治也应当以德为主，以刑辅德。他的所谓德，主要是指仁义礼乐，人伦纲常。他以君臣、夫妻、父子为王道之三纲，并认为三纲可求于天，与天地、阴阳、冬夏相当，不能改变。他主张设学校以广教化，因为这是巩固封建统治的最可靠的堤防。
董仲舒的新的儒家学说，主旨是维护封建秩序。它适应文、景以来政治、经济发展的要求，对于巩固国家统一、防止暴政、缓和对农民的剥削压迫，有其积极作用。
武帝以来，儒学传授出现了一个昌盛的局面。博士官学中不但经学完备，而且由于经学师承的不同，一经兼有数家，各家屡有分合兴废。甘露三年（前51），宣帝召集萧望之、刘向、韦玄成等儒生，在石渠阁会议讲论五经异同，由他自己称制临决。宣帝末年，《易》有施、孟、梁丘，《书》有欧阳、夏侯胜、夏侯建（大、小夏侯），《诗》有齐、鲁、韩，《礼》有后氏，《春秋》有公羊、穀梁，共十二博士。其中梁丘《易》、夏侯《尚书》、穀梁《春秋》等博士是新增加的。博士就是经师，他们的任务是记诵和解释儒家经典。他们解经繁密驳杂，有时一经的解释达百余万言。博士有弟子，武帝时博士弟子五十人，以后递增，成帝时多至三千人，东汉顺帝时甚至达到三万人。经学昌盛和博士弟子众多，主要是由于经学从理论上辩护汉朝的统治，因此统治者对儒生广开“禄利之路”的缘故。
在儒学发展的同时，也出现了搜集与整理图书的热潮。汉武帝敕丞相公孙弘广开献书之路，还设写书官抄写书籍。当时集中的图书数量颇多，外廷有太常、太史、博士之藏，宫内有延阁、广内、秘室之府。以后成帝命陈农访求天下遗书，又命刘向总校诸书。刘向校经传、诸子、诗赋，任宏校兵书，尹咸校数术（占卜之书），李柱国校方技（医药之书）。每一书校毕，都由刘向条成篇目，写出提要。刘向子刘歆继承父业，完成了这一工作，并且写出了《七略》一书。《七略》包括《辑略》（诸书总要）《六艺略》《诸子略》《诗赋略》《兵书略》《数术略》《方技略》，总共著录图书一万三千二百六十九卷。它是中国第一部目录书，它著录的书目，大致都保存在《汉书·艺文志》中。
刘歆在校书的过程中，发现了一些经书的不同底本。原来西汉博士所用经书，是根据老儒口授，用当时通行的隶书写成的，而民间却仍有用秦以前古文字写成的经书。刘歆宣称他发现了古文《春秋左氏传》，他还说发现了《礼》三十九篇（《逸礼》）《尚书》十六篇（《古文尚书》），这两种书是鲁共王坏孔子旧宅而得到，由孔子十二世孙孔安国献入秘府的。刘歆要求把这些书立于学官，并与反对此议的博士进行激烈辩论，指斥他们“因陋就寡”“保残守阙”“信口说而背传记，是末师而非往古”。这场论战之后，经学中出现了今文和古文两个流派，各持不同的底本，各有不同的经解。王莽当政时，为了托古改制的需要，曾为《古文尚书》《毛诗》《逸礼》等古文经立博士。王莽还命甄丰是正经典文字。东汉初年，取消古文经博士，复立今文经博士，共十四博士。东汉时期民间立馆传经之风很盛，某些名学者世代传授某经，形成了经书的“家法”，著录生徒成千上万人。在民间传播的经学，有很多是古文经。
秦汉以来，出现了一种谶纬之学。谶是以诡语托为天命的预言，常附有图，故称图谶。据说秦始皇时卢生入海得图书，写有“亡秦者胡也”，这是关于图谶的最早记载。纬是与经相对而得名的，是托名孔子以诡语解经的书。当时的儒生以纬为内学，以经为外学。成、哀之际，谶纬流行。东汉初年，谶纬主要有八十一篇。儒生为了利禄，都兼习谶纬。谶纬的内容有的解经，有的述史，有的论天文、历数、地理，更多的则是宣扬神灵怪异，其中充斥阴阳五行思想。这些内容，除包含一部分有用的自然科学知识和古史传说以外，绝大部分都荒诞不经，极便于人们穿凿附会，作任意的解释。王莽、刘秀称帝，都曾利用过谶纬。汉光武帝刘秀把谶纬作为一种重要的统治工具，甚至发诏颁令，施政用人，也要引用谶纬，谶纬实际上超过了经书的地位。中元元年（公元56），光武帝颁布图谶于天下，更使图谶成为法定的经典。汉章帝会群儒于白虎观，讨论经义，由班固写成《白虎通德论》（又称《白虎通义》《白虎通》）一书，这部书系统地吸收了阴阳五行和谶纬之学，使之与今文经学糅为一体。《白虎通德论》的出现，是董仲舒以来儒家神秘主义哲学的进一步发展。
谶纬的流行，今文经的谶纬化，使经学的内容更为空疏荒诞，一些较有见识的人如桓谭、尹敏、郑兴、张衡等，都表示反对谶纬。桓谭力言谶不合经，表示自己不读谶书。桓谭提出精神居于形体，就像火在烛上燃烧这样一个唯物主义见解。这个见解虽有重大缺陷，但在哲学史上还是很可贵的。
在反谶纬思潮的影响下，许多儒生专攻或兼攻古文经。古文经学治学重在训诂，解经举其大义，不像今文经学那样重章句推衍。东汉古文经大师贾逵、服虔、马融等人，在经学上都有过一定贡献。古文经学家许慎为了反对今文经派根据隶定的古书穿凿附会而曲解经文，于是编成一部《说文解字》，共收小篆文字九千三百五十三个，其他古文字重文一千一百六十三个，按部首编排，逐字注释其形体音义。郑玄兼通今古文经而以古文经为主，他网罗众家之说，为《毛诗》《三礼》等书作出注解。许慎、郑玄的著作，除起了抑制今文经和谶纬发展的作用外，对于古史和古文字、古文献的研究，也有贡献。熹平四年（175），蔡邕参校诸体文字的经书，用隶书书写五经（或云六经）经文，镌刻石碑，立于太学，这是中国最早的官定经本，后世称为“熹平石经”。这对于纠正今文经学家臆造别字、维护文字的统一，起了积极作用。
在反谶纬的思潮中，思想家王充在哲学问题上跳出了经学的圈子，以唯物主义思想有力地攻击了谶纬的虚妄，批判了经学的唯心主义体系。
王充，会稽上虞人，生于建武三年（公元27），死于和帝永元年间。王充出身于“细族孤门”，早年曾在太学受业，在洛阳书肆中博览百家之言。后来，他做过短时期的州郡吏，其余的岁月，都是“贫无一亩庇身”，“贱无斗石之秩”，居家教授，专力著述，写成了《论衡》八十五篇（今存八十四篇）二十余万言。
王充自称其思想违背儒家之说，符合黄老之义。他以道家自然之说立论，而对自然作了唯物主义的解释。他反对儒者的“天地故生人”之说，主张“天地合气，人偶自生”。他认为儒家天人感应说是虚妄的，因为天道自然无为，如谴告人，是有为，非自然。在他看来，天之所以无为，可以从天无口目，不会有嗜欲得到证明。他认为六经中常说到天，不过是为了教化无道，警诫愚者。
王充认为精神依存于形体，形须气而成，气须形而知。根据这种道理，他反对人死为鬼之说。他说，人靠精气生存，精气靠血脉形成。人死后血脉枯竭，精气消灭，形体腐朽而成灰土，哪有什么鬼呢？他从无鬼论出发，反对厚葬，提倡薄葬。
王充对于传统的学术和思想甚至对孔、孟和儒家经典，敢于独立思考，提出怀疑。他在《论衡·问孔》中反对世俗儒者信师而是古，因而对孔子的言论反复提出问难。他在《论衡》的其他部分，还分别对孟子、墨子、韩非、邹衍等人进行了批判，其中所涉及的问题，有许多与汉朝的政治、文化设施有直接关系。
王充受当时生产水平和知识水平的限制，对于他自己引为论据的某些自然现象，有时理解错误，他无法透彻阐明唯物主义思想并把它贯彻到社会历史分析中去。他无法了解社会的阶级构成，不能正确说明人的主观作用。所以他不得不用天命来解释社会事物变化的终极原因，用骨相来解释个人的贵贱夭寿，因而陷入了宿命论。这是王充思想的重大缺陷。
由于《论衡》对汉代占统治地位的思想进行了无情的打击，所以这部卓越的著作在很长时间内无法公诸于世，直到东汉末年才流传开来。
佛教产生于印度，经由中亚传入中国。佛教始入中国内地的年代，有各种不同的说法。一说西汉哀帝元寿元年（前2）博士弟子景卢受大月氏（即月氏）王使伊存口授浮屠（佛）经，为佛教入中国内地之始。东汉明帝曾遣使者于大月氏写佛经四十二章，即所谓《四十二章经》。其时楚王国内已有优蒲塞与沙门（在家的与出家的男性佛教信士），说明佛教已在中国内地传播。
佛教入中国内地后，最早的信徒多为帝王贵族，如楚王英喜好黄老学，为浮屠斋戒祭祀，桓帝在宫中立黄老浮屠之祠。当时的人把佛当作一种祠祀，近于神仙方术；并且把佛教教义理解为清虚无为，省欲去奢，与黄老学说相似。因此浮屠与老子往往并祭，而且出现了“老子入夷狄为浮屠”的传闻。
桓、灵之世，安息僧安世高、大月氏僧支娄迦谶（支谶）等相继来中国，在洛阳翻译佛经，规模较大。汉人严浮调受佛学于安世高，参与译事。汉代所译佛经，掺杂了许多祠祀的道理，佛教与道术仍然被联系在一起。所以东汉末年的中国佛教徒所写佛学论文《牟子理惑论》虽然反对神仙方术，但仍用老庄无为思想来发挥佛教教义。
初平四年（193），丹阳人笮融为徐州牧陶谦督广陵等郡漕运，他断盗官运，大起浮屠祠，造铜浮屠像，用复免徭役来招致信徒，远近前后至者五千余人户。浴佛（纪念佛诞生的活动）的时候，多设酒饭，布席于路，经数十里，前来观看和就食的达万人，耗费巨大。这是中国佛教造像和大规模招致信徒之始。
东汉后期，民间流行的巫术与黄老学说的某些部分结合起来，逐渐形成了早期的道教思想和反映这种思想的著作。琅邪宫崇以其师于吉于东海曲阳泉水上所得“神书”即《太平清领书》呈上汉顺帝，它的内容以阴阳五行为主，而多巫觋杂语。今存残本《太平经》从《太平清领书》演化而来，是道教的主要经典。《太平经》推尊图谶，多以阴阳之说解释治国之道，还采摭佛教义理加以缘饰。《太平经》中的一些地方宣扬散财救穷，自食其力，这些经义易于为农民所理解和接受。东汉后期被统治者诬为“妖贼”的许多次农民暴动，就是农民用道教作为组织手段发动起来的。
竺法兰像
竺法兰（约活动于1世纪）是印度来华僧人，译经家。他与另一位印度来华僧人摄摩腾在今河南洛阳白马寺译成《四十二章经》，这是最早汉译佛典。
灵帝时，巨鹿张角奉《太平清领书》，在冀州传教，号为太平道。他自称大贤良师，收养弟子，跪拜首过，并以符水咒语为人治病。张角向四方派遣弟子，传布太平道，组织徒众进行黄巾起义。
与太平道形成和传布同时，还出现了道教的另一派，即五斗米道。顺帝时，张陵学道于蜀地鹄鸣山中，以符书招致信徒，信道者出米五斗，有病则令自首其过。张陵死，子张衡、孙张鲁世传其道。张鲁为益州牧刘焉督义司马，保据汉中。他自号师君，置祭酒以治民，不置长吏。诸祭酒于途次作义舍，置义米肉，行路者量腹取足。民犯法，三原然后行刑。张鲁保据汉中的二十多年中，汉中人民生活比较安定。建安二十年（215），曹操灭张鲁。此后五斗米道继续流传，后世以张陵为教主的天师道，主要就是从五斗米道发展而来的。
官府撰修本朝历史的传统，在秦汉时期被继承下来了。汉武帝时政治、经济和学术文化的发展，提出了“通古今之变”的要求，这就需要整理古今历史，用以说明当代社会的各种问题。太史令司马谈次第旧闻，裁剪论著，开始了这一项繁重的工作，但是没有完成。
司马迁是司马谈之子，左冯翊夏阳（今陕西韩城）人，生于武帝建元六年（前135）或景帝中元五年（前145），死年不详。司马迁幼年从孔安国受《古文尚书》，二十岁后遍游长江中下游和中原各地，还曾出使巴、蜀、邛、筰、昆明，并随汉武帝四出巡幸，有很广泛的社会见识。元封三年（前108），司马迁为太史令。他继承父业，遍阅国家藏书，收集了大量历史资料，于太初元年（前104）开始撰修《史记》。天汉二年（前99）李陵败降匈奴，司马迁在朝廷为李陵辩护，被武帝处以腐刑。他效法古代一些著名人物在困厄中发愤著书的先例，完成了不朽的著作《史记》。
《史记》原名《太史公书》，包括十二本纪、十表、八书、三十世家、七十列传，共一百三十卷。它是一部上起传说中的黄帝，下迄汉武帝时期的中国通史，是中国历史上第一部内容完整、结构周密的历史著作。《史记》以人物传记为主，以表、书为辅，合编年、记事等体之长，创造了历史书籍的纪传体新体裁，成为此后两千年中编写王朝历史的规范。
《史记》作为一部不朽的名著，可贵之处首先是在当时认识水平的基础上，尽可能如实地和多方面地勾画社会历史。《史记》一方面把历史上的社会经济、意识形态、天文历法、水利工程等方面的制度与大事，同政治制度、政治大事并于一书，广泛地反映了历史面貌；另一方面，它又把医生、学者、商贾、游侠、农民领袖等人物的传记，与帝王将相并于一书，反映了不同阶级、不同阶层的历史动态。《史记》把许多少数民族的社会历史写成列传，更增加了历史的完整性。
《史记》在记载某些人物时所持的态度，表现了这一著作的杰出的思想价值。它把项羽同秦始皇、汉高祖刘邦一起列入本纪，把农民领袖陈涉（胜）同诸侯一起列入世家。它敢于斥责历史上的暴君，还敢于极言景帝之短。它在称赞武帝功德的同时，也斥责武帝“内多欲而外施仁义”。它赞扬了游侠的某些侠义行为，揭露了酷吏对人民的残暴统治。由于这种背离传统的褒贬态度，《史记》曾经被诬为“谤书”。
《史记》概括了大量的经过选择的历史资料，包括司马迁亲身采访所得的古老传闻。《史记》写作以叙事为主，讲求实事求是，不强不知以为知，不轻下断语。《史记》中是非褒贬一般都寓于叙事之间，空泛论断较少。
司马迁的历史观是唯心主义的，他相信天命，认为秦的统一是“天所助焉”，刘邦是“受命而帝”。他相信历史的循环论，认为“三王之道若循环，周而复始”。此外，《史记》在叙事上也有疏略之处。
东汉班固所撰《汉书》，是继《史记》之后的又一部史学名著。班固的父亲班彪作《后传》数十篇，拟将《史记》续至西汉末年为止。班固继承父业，用了二十余年时间，完成了这一西汉历史著作的绝大部分。班固由于外戚窦宪之狱的牵连，和帝时下狱死。据说和帝命班固之妹班昭补写八《表》，马续补写《天文志》，最后完成了《汉书》的编撰。
《汉书》是中国第一部完整的断代史，它基本上因袭《史记》的体裁，但比《史记》更为周密详尽。《汉书》的《百官公卿表》《刑法志》《地理志》《艺文志》等，是《史记》的《表》《书》里所没有的。但是班固生活在儒家伦常完全定型的东汉时期，历史观受到儒家尊君思想的严密束缚，缺乏批判性，比《史记》逊色。
东汉时期修成的史书，还有官修《东观汉记》、赵晔《吴越春秋》和佚名《越绝书》等。前一种系东汉当代的纪传体史书，明帝以后各朝陆续编写，至汉末修成一百四十三卷（现在只存辑本二十四卷），为后世各家后汉书的重要依据。后两种专记一方之事，开后代地方史志之端。此外，建安时的荀悦还把班固的《汉书》缩编成为编年体的《汉纪》。
汉代的文学作品，主要有汉赋、散文、汉乐府诗三种形式。
赋是散文韵文并用、体物写志的一种文体，是直接从骚体演变而来的，与战国诸子的散文也有重要关系。西汉早期的赋，如贾谊的《吊屈原赋》《鵩鸟赋》等，都是借物抒怀，文辞朴实。枚乘的《七发》，开汉武帝时大赋的先河。
汉武帝之世，是赋的成熟时期，赋家接踵而出，其中最著名的是司马相如。司马相如的《子虚赋》《上林赋》，是这个时期赋的代表作。这些赋都是气势恢廓，景物迷离，词藻华丽而奇僻，反映了西汉国家的宏伟辽阔和物质世界的丰富多彩。西汉后期，最著名的赋家是扬雄；东汉时期，则以班固、张衡最有名。除了他们之外，两汉重要的思想家、文学家，几乎都是赋的重要作者。但是汉武帝以来的赋，以文字雕琢和词藻堆砌取胜，思想内容贫乏。赋家扬雄慨叹作赋是“童子雕虫篆刻”。有些赋家企图以赋作为讽谏的工具，但是往往是劝而不止。武帝好神仙，司马相如作《大人赋》进行讽谏，武帝反而“飘飘有凌云之志”。
东汉后期，大赋稍趋衰歇，各种抒情写物的小赋代之而兴，这类小赋多少摆脱了大赋的铺张刻板的格式，意境较为清新，但是仍然缺乏充沛的生命力。
两汉的散文文学，有很大的成就。西汉初年贾谊的《陈政事疏》《过秦论》和晁错的《论贵粟疏》等政论文，都是言辞激切，有声有色，感情充沛，富于文采，对后代散文的发展有深远的影响。
汉代散文的最高成就，是司马迁的《史记》一书。司马迁在《史记》中刻画了社会各方面许多人物的有血有肉的形象，贯注了他自己爱憎的感情。《史记》叙事带有强烈的故事性，善于使用绘声绘色的对话，来揭露人物的性格。司马迁的这些文学手法，大大加强了他的以叙事表现历史的史学方法的效果。班固《汉书》也是一部文学名著。
汉代的乐府民歌，是中国文学宝库中极有价值的遗产。乐府本来是政府的音乐机构，其设立当在汉武帝以前。汉武帝以李延年为协律都尉，编制庙堂乐歌，歌词主要由文人写作。同时，乐府广泛地在民间采风配乐，代赵秦楚的歌谣，都在乐府采集之列，乐府采集的民歌，经过加工配乐，后来就称为乐府诗或乐府。
乐府采集的民歌，大部分是“感于哀乐，缘事而发”的民间优秀作品，它们的内容，广泛而深入地反映了当时的社会生活，如兵徭的痛苦，官府的掠夺，贫民的亡命生活，妇女的悲惨命运等。这一部分乐府，是两汉诗歌的最大成就。建安年间的叙事诗《孔雀东南飞》，在乐府中属于杂曲歌词一类，是汉代乐府民歌发展的最高峰。乐府诗散佚很多，到现在只剩下四十来首了。
五言歌谣，西汉时已经有了。东汉时期，在乐府民歌的影响下，出现了一些模仿乐府写成的五言诗。这些作品一般比乐府诗篇幅较长，叙事较曲折。《文选》所录《古诗十九首》的大部分，都是东汉的五言诗（其余是入乐的乐府歌词），《古诗十九首》的思想内容复杂，一般说来很少接触最尖锐最根本的社会矛盾，所反映的生活是狭窄的。至于其中一部分哀叹人生短促，要求早获荣华和及时行乐的作品，反映了一些士大夫的庸俗感情，是古诗中的糟粕。从艺术价值看来，《古诗十九首》吸取了乐府的技巧，词句平易动人，意境隽永，可以和乐府媲美。
汉代绘画艺术发达。今存马王堆汉墓帛画，画幅长二百零五厘米，画面分为上中下三个部分，分别表现天上、人间、地下的情景，描绘细致，色彩绚烂，具有极其珍贵的艺术价值。
汉代以来，装饰性的壁画流行，宫殿邸舍和墓室多有壁画。宫殿壁画题材，大抵如《鲁灵光殿赋》所说：“图画天地，品类群生，杂物奇怪，山神海灵。”以这类人物鬼神入画，目的在于彰善警恶。汉代黄门令（少府属官）官署中有许多画工。汉元帝时画工毛延寿以人物画称著。东汉画工种类更多，和熹邓皇后诏令中，曾提到画工三十九种。
汉代的墓室壁画，保存到现在的为数不少，其中以平陆、望都、辽阳等处的东汉彩色壁画艺术价值较高。这些壁画的线条刚劲有力，色彩浓淡有度，画面的立体感很强。壁画内容多为人物车马、乐舞狩猎、饮宴祭祀等，是东汉官僚地主生活的反映。
东汉时期，官僚地主常于坟墓或祠堂的石材画像上，施以阴线或阳线的雕刻，一般称之为画像石。现存的画像石以今山东嘉祥武梁祠、肥城孝堂山和沂南的石刻画像最为著名。画像石的题材丰富，有渔猎、耕织、宴飨、战斗、伎乐、舞蹈等场面，以及许多历史故事。此外，近几十年来在四川境内出土的一种画像砖，表现了生产和生活的情景，线条清晰，形态逼真，与画像石同是宝贵的艺术遗产和重要史料。
西汉《轪侯家属墓生活图》
此帛画是湖南长沙马王堆一号墓长沙国丞相轪侯利苍之妻的随葬品，表现了墓主人轪侯之妻的日常生活及祈颂墓主人升天等内容。
汉代的立体雕刻艺术也很可观。陕西兴平霍去病墓前的石兽群，是利用天然石的形态略为加工而成，制作古朴，浑厚有力。山西运城的西汉石虎，技法简练，形象生动，可与兴平石雕媲美。东汉时期，雕刻技术更为成熟，南阳宗资墓和雅安高颐墓前的石兽，都是神姿优美，气魄雄伟。东汉陶俑出土也很多，其中以成都的说唱俑和洛阳的杂技俑造型最生动，是汉代艺术珍品。
西汉初年，盛行楚歌、楚舞，巴渝舞也传入了长安宫庭。武帝以后，琵琶、箜篌等乐器从西域或他地陆续传入中土，丰富了汉人的音乐生活。乐府在采风的同时，创造了不少新声乐曲，按音乐类别，除了价值甚微的郊庙歌词以外，主要有鼓吹曲词、相和歌词和杂曲歌词三大类，中国古典乐舞比过去更为丰富多彩。汉朝民间酒会，祭祀喜庆，都是载歌载舞。窟𥗬子亦云魁𥗬子，即今之傀儡戏，本来是丧家乐，汉末始用之于嘉会。
角抵之戏，战国和秦朝已有，秦二世胡亥曾在甘泉宫作角抵优俳之观。汉武帝时安息以黎轩（亚历山大城）善眩人献于汉。安帝时掸国（在今缅甸境内）国王雍由调向东汉献乐及献大秦国（罗马帝国东部）的幻人。幻人能变化吐火，自支解，易牛马头，又善跳丸。中国原有的角抵、跳丸诸戏，至此又增添了许多新内容。据张衡《西京赋》和李尤《平乐观赋》的描绘，东汉洛阳平乐观的角抵，不但有角技、眩变、假面之戏，而且还敷衍仙怪故事，演员中并杂有俳优。在现存的东汉画像石上，还可以看到栩栩如生的乐舞百戏场面。
天象的研究，同颁行正朔和推定农时直接联系，历来比较发达。关于天体结构，曾有三种不同的学说，即宣夜说、盖天说、浑天说。宣夜说以为无限的宇宙是由“气”构成的，日月众星飘浮于宇宙虚空之中。此说东汉时已失师传，详细内容不复为人所知。盖天说以《周髀算经》一书为代表，认为天像盖着的斗笠，地像覆着的盘，日月星辰随天盖而运动。据东汉末年的蔡邕说，这一学说“考验天状，多所违失”，所以史官不用。浑天说认为天地之象如卵之裹黄，天外地内，天动地静。这种说法在科学上虽然仍有很大缺陷，但比上述两说近于实际，所以被史官采用，汉代史官观象的铜仪，即是根据浑天说设计而成的。
浑天说的代表人物，是东汉的太史令张衡（公元78～139）。张衡是有名的文学家，反谶纬的思想家，也是杰出的科学家。他撰有天文著作《灵宪》一书，解释天体演化的一些问题。书中正确地阐明了月光是日光的反照，月食是由于月球进入地影而形成的；还认识到行星运动的快慢与其距太阳的近远有关。张衡在西汉天文学家落下闳、耿寿昌等人创造的浑天仪的基础上，设计了一种新的浑天仪，以齿轮系统与漏壶相连，随滴漏转动，其中星宿出没，与灵台观象所见完全符合。张衡鉴于东汉地震频繁，还创造了候风地动仪，以测定地震的方位。张衡的这些创造，被当时人目为神奇，所以崔瑗在张衡的碑铭上，盛赞张衡“数术穷天地，制作侔造化”。
《史记·天官书》和《汉书·天文志》都详细记载了周天二十八宿的名称和部位。汉人从星辰运行中推算出一年的二十四节气，其名称和顺序与后世通行的完全符合。武帝征和四年（前89）关于日食的观测记录，成帝河平三年（前26）关于太阳黑子的观测记录，都是天文学史上的珍贵资料。
秦和汉初沿用《颛顼历》、长沙马王堆出土的《五星占》残篇、临沂银雀山出土的元光元年（前134）历谱，都用的是《颛顼历》。但是这种历法年代久远，日月差数无法校正，甚至出现“朔晦月见”的现象。汉武帝命司马迁与射姓、邓平、唐都、落下闳等人造历，于太初元年（前104）颁行，称为《太初历》，以正月为岁首（汉末刘歆调整太初历为《三统历》）。这是中国第一部记载完整的历法。东汉元和二年（公元85），改用新的《四分历》。
最晚到汉武帝时期，出现了中国第一部天文历算著作《周髀算经》。《周髀算经》主张盖天说，它记载了用竿标测日影以求日高的方法，从而认识了勾股定理。除此以外，西汉张苍、耿寿昌都整理过古代的算书，《汉书·艺文志》中还著录了许商和杜忠两家《算术》，但都已失传了。
汉代最重要的算学著作是《九章算术》。《九章算术》是出于众手，经过长期修改和补充而成的著作，它最后定型，当在东汉和帝时期。这部书是二百四十六个算术命题和解法的汇编，分为方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股等九章。命题包括田亩计算、土地测量、粟米交换、比例分配、仓库体积、土方计算、赋税摊派等，都是从实际生活中提出的问题。在这些问题的解答中，应用了分数计算方法、比例计算方法、开平方、开立方、二次方程和联立一次方程的解法，还提出了负数的概念和正负数的加减法，等等。《九章算术》的出现，标志着中国古代数学的完整体系的形成，在世界数学史上，《九章算术》也占有重要地位。
两汉时期，在农业生产经验积累的基础上，农学已成为一种专门的学科。《汉书·艺文志》里著录了农学著作九种，至少有三种可以确认为西汉著作，其中以《氾胜之书》最为重要。
氾胜之，汉成帝时议郎，曾在三辅教田，据说关中因此丰穰。他所著的《氾胜之书》概括了丰富的农业生产经验，是中国历史上第一部完整的农学著作。氾胜之根据关中地区的自然条件，细致地探索了精耕细作的生产方法。他提倡复种、间种以及两种作物混合播种，以增加土地利用率，提高单位面积产量。他的最大贡献，是总结出了著名的区种法。
区种法要求掘坑点播，按不同的作物决定不同的行距、株距和掘土深度，并且要求大力进行中耕、灌溉、施肥。这种方法把大田的耕作提高到园艺的水平，因此每亩收成高达二三十斛乃至百斛。区种法在科学上很有价值，但是由于它对技术条件和人力条件要求过高，所以不能普遍推行。
氾胜之对植物栽培的一般过程进行了总结，认为耕作的根本要求是“趣时，和土，务粪泽，早锄早获”。他掌握了各种不同作物的生长规律，确定了禾、黍、麦、稻以及桑、麻、蔬、果的不同栽种法。氾胜之提出的溲种法，即用肥料处理种子，以增加种子发育能力的方法，在农业科学上也很有价值。
东汉后期成书的崔寔《四民月令》，主要是地方经营田庄的家历，记载了很多农业生产和管理经验。《隋书·经籍志》把这部书列入农家著作。
中国医学的完整体系，也是在秦汉时期建立起来的。编撰于战国时期，西汉时最后写定的《黄帝内经》，包括《素问》与《灵枢》（或称《针经》）两部分，是中国现存最早的一部医书。《素问》假托黄帝与岐伯的对话，用阴阳五行思想阐述许多生理病理现象和治疗原则。《灵枢》则记述针刺之法。汉代还有《难经》一书，用问难法解释《内经》，对其中的脉法、针法内容，有所发挥。东汉出现的《神农本草经》，共收药物三百六十五种，是中国第一部完整的药物学著作。
西汉医家，以淳于意（仓公）最有名。淳于意传阳庆之方，治病多验。《史记》所载仓公诊籍二十余例，是最早的病案。东汉时的涪翁、郭玉等，均以针灸见长。汉代太医令还集中民间医方，加以推广。考古发现中有不少汉代医药方面的资料，如马王堆汉墓出有《五十二病方》等，满城汉墓出有医具金针等，武威汉墓及居延均出有医简。
建安时期的张机、华佗，是当时病理、医术造诣最高的人。张机，字仲景，南阳人，汉末长沙太守。建安中，南阳疾疫流行，张机宗族病死三分居二，其中死于伤寒（中医所谓的各种热病）的又十居其七。于是张机勤求古训，博采众方，撰《伤寒杂病论》，后人析为《伤寒论》和《金匮要略》二种。《伤寒论》对伤寒诸症分析病理，提出疗法，确定药方。《金匮要略》一书，则是杂病的病症、病方的汇集。张机被后世称为医圣，他的著作是后世医家的重要经典。
华佗，沛人，精于方药针灸。对于针、药所不能治的疾病，华佗用外科手术加以治疗。他先令病人用酒调服“麻沸散”进行麻醉，然后施行手术。华佗认为人体必须经常活动，才能饮食消化，血脉流通，少生疾病。他提倡“五禽之戏”，即模仿虎、鹿、熊、猿、鸟的活动姿态以锻炼身体。马王堆出土有帛画导引图，五禽戏当和导引法类似。
两汉时期，由于铜铁冶炼和制陶、制革、染色、酿造等手工业生产的发展，人们观察到生产过程中的一些物质的化学变化现象，积累了一些化学反应的知识。汉武帝时期，方士们一方面像战国、秦代的方士一样鼓吹入海求仙药，另一方面试图从丹砂中提炼出丹药和金银。方士炼丹术自然是无稽之谈，但是他们通过炼丹的实践，更多地了解到汞、铅、硫黄等物质的属性和它们在一定条件下的变化规律。东汉时会稽人魏伯阳根据自己炼丹的经验，写成《周易参同契》一书，是世界上最古的系统地论述炼丹的书籍，在化学史上有相当的地位。
中国古代的书写材料有两类，一类是竹简木简，一类是缣帛。秦汉时期简帛并用，以简用绳联为册的书籍称为编，以缣帛曲卷成书，则称为卷。但是简编笨重，缣帛价贵，都不是合适的书写材料。西汉末年出现了一种名叫赫蹄的薄小纸，是漂絮时积留在箔上的残丝。这种纸价格仍然昂贵，不能大量制造和广泛使用。
在出现赫蹄纸以前，已有人用植物纤维造纸。1957年，在西安灞桥的西汉早期墓葬中，发现过一些用麻类纤维制成的残片，有人认为这是世界上已发现的最早的人造纸片，但是还有异说。
西汉末年和东汉初年的植物纤维纸的遗存，20世纪以来在甘肃、新疆等地也常有发现。植物纤维造纸方法的大规模推广，始于东汉和帝时。当时宦官蔡伦集中了前人的经验，用树皮、麻头、敝布、破鱼网造纸，价格低廉，质量适于书写。以后全国普遍制造，产量增多，人们把这种纸称作“蔡侯纸”。造纸技术经过二百多年的发展，渐趋完善，到东晋末年，纸完全代替了简帛，成为通常的书写材料。中国的造纸术后来逐步传入朝鲜、日本和中亚各国，又经阿拉伯传入欧洲，对世界文化的发展起了促进作用。
（田余庆）