秦始皇統一六國，是中國歷史上第一次出現了統一的多民族國家；那麼漢代建立起中原王朝的一個初步形態，後幾經繁衍變化至今天的中國疆域，而其中又尤以漢武帝對疆域的拓展最具開創意義。
秦朝的疆域包括了戰國後期七國舊地的全部，但一部分是新從其他民族手中奪取的。雖然秦朝在一些地方建立了郡縣，但那時其統治範圍很小，當地部族的首領依然保持著他們的權力。但最重要的意義是，秦朝開拓的疆域構成了以後歷代中原王朝疆域的主體，成為中國統一的地理基礎。
秦朝的天下並沒有像秦始皇所期望的那樣維持“二世三世至於萬世，傳之無窮”，就在他死後的第二年，陳勝、吳廣在大澤鄉揭竿而起，敲響了秦朝的喪鐘。公元前202年，劉邦稱帝建漢。“西漢初期實際上經歷了一個疆域收縮的過程。”葛劍雄說。秦末農民起義，接著楚漢戰爭，中原動盪不定。秦朝的新領土喪失殆盡，西南和南方全部為當地民族奪回，或建立了實際上獨立的政權；另一方面，北方匈奴乘機南下，佔領很多地方，威脅到長安一帶，“所以秦末漢初時王朝的疆域不僅小於秦代，也小於戰國末年”。
漢初疆域的收縮直到漢武帝時期才宣告結束。公元前141年，年僅16歲的劉徹繼位。彼時，剛剛經歷了“中國統一以來第一次經史學家稱羨的文景之治，漢朝的經濟實力已有很大的增強，糧食和物資的儲備也相當充足，向外開拓的條件已經成熟。
漢武帝在位的前40年（公元前140～前100年），漢朝一方面恢復並鞏固秦朝原有領土，另一方面則進一步拓展疆域。對北方疆域的開拓，是以對匈奴戰爭開始的。漢武帝反擊匈奴之戰，始於公元前129年，共歷時三四十年之久。在這一時期內，漢軍以衛青、霍去病為將領，對匈奴展開三次重大反擊作戰，並取得決定性的勝利，奪回河套地區，也解除匈奴對長安的威脅；而被殲15萬人的匈奴被迫退往大漠以北，人畜銳減，開始走向衰落。自此，“漢朝將北部疆界鞏固在陰山一線”。
公元前121年，霍去病出擊河西，俘獲了匈奴渾邪王的兒子。不久，渾邪王殺了不肯投降的休屠王，率眾降漢。這樣，漢朝的疆域擴大到了整個河西走廊和湟水流域——即今青海湖以東、祁連山東北地區，先後設定了酒泉、武威、張掖、敦煌和金城五個郡。由於漢朝控制了河西走廊，通向西域的大門已經開啟。
元封三年（公元前108年），漢武帝令從票侯趙破奴擊破姑師，威震烏孫、大宛等西域諸國。？徵和四年（公元前89年），漢武帝令重合侯莽通率4萬騎兵擊匈奴，途經車師北。莽通令成娩率軍中樓蘭、尉犁、危須等西域6國兵，進攻車師，以掃除大軍前進的障礙。6國兵將車師團團包圍，車師投降，臣屬於漢。
樓蘭之戰：元封三年，漢武帝命從票侯趙破奴率兵數萬擊姑師（車師）及樓蘭。姑師也多次襲殺漢使。趙破奴令數受樓蘭追殺、攔截之苦的王恢為先鋒，率700人，攻破樓蘭，俘樓蘭王。樓蘭降服於西漢。
到公元前122年，漢武帝又恢復了對“西南夷”的開拓，一段時間的經營之後，漢朝在此陸續建立了七個郡，將西南邊界擴充套件到今高黎貢山和哀牢山一線，“現在的西南基本包括在內，還有云貴高原、緬甸，都成為漢朝的領土。
西漢自漢武帝時期開始，國力強盛，大破匈奴，遠征大宛，降服西域，收復南越，吞併朝鮮，設定西域使者校尉正式將西域納入中華版圖。
