兩漢時期文化科學異常活躍，對外交流意義重大。漢朝進一步奠定了漢民族的民族文化，西漢所尊崇的儒家文化成為當時和日後的中原王朝以及東亞地區的社會主流文化。到現今，“漢人”仍為多數中國人的自稱，而華夏族逐漸被稱為“漢族”，華夏文字亦被定名為“漢字”，漢武帝廢黜百家獨尊儒術，儒學成為中國幾千年的統治思想，並且最早開始在京師長安設太學，並且開始儒學中的經學，東漢光武帝時期太學生一度多達三萬。漢明帝時期，佛教東渡首次來到中國，在洛陽營建的第一座佛教寺廟洛陽白馬寺，中國第一部漢譯佛教經典是在白馬寺譯出的四十二章經，張道陵創立道教也是影響中國的大事。
五德學説
漢朝最早使用年號，建元為第一個年號。漢初根據五德終始説，定正朔為水德，漢武帝時，又改正朔為土德，直到王莽篡漢建立新朝，方才採用劉向、劉歆父子的説法，認為漢屬於火德。漢光武帝光復漢室之後，正式承認這一説法，從此確立東漢正朔為火德，東漢及以後的史書如《漢書》、《三國志》等皆採用這種説法，因此漢代亦被稱為“炎漢”。又因漢朝皇帝姓劉而稱“劉漢”。
學術著作
漢代是中國歷史上科技與文化非常輝煌的一個時期。國家也非常重視教育和學識。東漢桓帝時，僅太學生就號稱有3萬人。在史學方面，司馬遷的《史記》是中國第一部紀傳體通史，也是二十四史中的第一部，為以後兩千年正史的編纂提供規範。全書分為十二本紀、十表、八書、三十世家、七十列傳，共一百三十篇，五十二萬六千五百字。班固所編寫的《漢書》分為十二紀、八表、十志、七十列傳。全書體例仿效《史記》，惟改“書”為“紀”，廢“世家”入“列傳”，還開創了刑法、五行、地理、天文、藝文四志和《百官公卿表》。《漢書》是中國歷史上第一部內容完整的斷代史。更是成為了以後歷代王朝撰寫本朝歷史的範本。而兩漢時期其他的史書還有《東觀漢書》、《漢紀》和《吳越春秋》等。很多西方學者認為，漢代的作家所開創的史學標準，直到18世紀都一直領先於世界。宣帝時期，在太學中立學官的，《易》有三家，《書》有三家，《詩》有三家，《禮》有一家，《春秋》有兩家，共十二博士。東漢初年，增加到十四博士。到東漢晚期，古文經學走向發達，今文經學日益衰微。漢政府設立樂府，蒐集民間詩歌，即為樂府詩，後世的《樂府詩集》《古詩十九首》《玉台新詠》中便蒐集了不少漢代樂府詩，長篇敍事詩《孔雀東南飛》也是寫成於漢代末年。賦是一種新的文學體裁，司馬相如的《子虛賦》、《上林賦》，張衡的《二京賦》等均為千古傳頌的文學名篇。漢代時期，隸書亦漸漸取代小篆成為主要書寫字體，而隸書的出現則奠定了現代漢字字形結構的基礎，成為古今文字的分水嶺。這一時期，還出現了標點符號的雛形。
尊儒尚法
漢代在立國時用無為而治之法，文景時期，又用道家黃老思想為主，並輔以儒家和法家思想為法制指導思想，不僅強調無為，還注重禮與德的作用，既承認法律的重要性，又堅持約法省簡，務在安民。而從漢武帝之後，統治者又確立儒家思想成為了正統思想，並輔之以法家思想為法制指導思想，其中心是“德主刑輔”，即先用德禮教化，教化無效再施之以刑罰。這種剛柔相濟的治國之道，成為漢武大帝以後漢王朝法制的指導思想。這一思想對後世歷代王朝的立法影響很大。漢宣帝曾有名言：“漢家自有制度，本以霸王道雜之。”便是這種思想的精闢闡述。由於秦始皇焚書坑儒所毀壞的很多文獻書籍，通過漢代學者的不懈努力和發掘記錄得以重現，包括五經當中的古文尚書，也是這時候發掘整理出來的。漢武大帝採納董仲舒、公孫弘等的意見“罷黜百家，獨尊儒術”後，經學成為學術主流。據歷史學家黃現璠考證儒學獨尊之時代背景時，曾説：“儒學獨尊之原因，在客觀條件上是由於漢至武帝，六十餘年間，社會經濟已呈繁榮;帝王集權亦經樹立;學術思想自然趨於統一。蓋諸家學説皆與帝王集權衝突，如墨家主平等，道家主放任，等等，皆不利於帝王集權。儒家與民言服從，與君言仁政，正合帝王專制之治。加之，儒家學説範圍極廣，言訓詁註疏校勘典章制，甚至陰陽五行等，皆可附從，故得信仰者眾。為此，武帝乃行董仲舒之議，罷黜百家，表章六經，儒學遂取得獨尊地位。於是，五經博士弟子以及用儒生，行夏時即於此時開始。博士儒學參與實際政治，已非文景時具官待閒。”
