汉代以前，出现过多种体裁的历史著作，但就记事的久远、内容的广泛、史事的详实、材料的系统、组织的完善来看, 都不如《史记》。在中国史学发展史上，该书堪称第一部规模宏大、体制完备的中国通史。由它开端的史书纪传体影响深远，后来历代的“正史”都采用了这一体裁。它的大部分文字生动精炼，写人叙事形象鲜明，对中国后世的散文和传记文学产生了深远的影响。
司马迁死后，了解该书的人并不很多。汉宣帝时，司马迁的外孙杨恽祖述其书,公布于世,从此开始流传。东汉时已有残缺，班固在《汉书?司马迁传》中说缺少十篇，有录无书。后世有许多人训释该书。现存早期的版本之一是南宋黄善夫家塾刻本，被公认为善本。
艺术
*绘画
西汉艺术领域的主要成就体现在绘画、雕刻和音乐方面。西汉时期，随著经济的发展，作为帝王、官僚、地主的宫殿、住宅、坟墓的装饰品之一的壁画也发展起来。汉武帝时的鲁灵光殿就有西汉最著名的大幅壁画，内容极为丰富，可惜没有保存下来。当时的上层社会不仅在建筑物上作画，而且在绢帛、漆器、陶器等工艺品上作画，有彩绘，有素墨画，有刻缕画，内容涉及神话传说、历史故事，也有渔猎、农事、宴会、乐舞等生活情景，题材广泛，画意高超。
1972年长沙马王堆汉墓出土的彩绘帛画，反映了西汉绘画艺术的高度成就。这幅帛画全长205厘米，上部宽92厘米，下部宽47.7厘米，画面内容十分丰富，有人物，有日月，有人身蛇尾的神像，还有龙、蛇、龟、虎、马和各种奇禽异兽，刻画生动，色彩鲜艳，是中国古代杰出的绘画作品，也是世界艺术史上一件罕见的珍品。另外，在江苏邗江等地出土的彩绘漆器，制作精巧，各种人物和动物绘画，极为生动、优美。
*雕刻
汉代雕刻艺术与绘画也是相辅而行的。贵族通常用石刻来装饰宫室、陵墓，以夸耀豪华，显示威严。如陕西兴平县霍去病墓前的石人、石马、石牛、石虎等，造型生动，神态逼真。这些巨大的雕像历经二千多年，依然神态生动，栩栩如生，有很高的艺术价值。
*音乐
秦时出现的"乐府"是掌管音乐的官署。到西汉武帝时，“乐府”为了宫廷娱乐和庙堂祭祀，开始大规模的采集各地民歌，包括鼓吹曲辞、相和歌辞、杂曲歌辞等，既有汉族歌曲，又有少数民族和边疆地区的歌曲。乐府，后来又被引申为泛指各种入乐或不入乐的歌词，甚至一些戏曲和气越也都称之为乐府。
汉代主要的歌曲形式是相和歌。它从最初的“一人唱，三人和”的清唱，逐渐发展为有丝、竹乐器伴奏的“相和大曲”，并且具“艳--趋--乱”的曲体结构。汉代在西北边疆还兴起了鼓吹乐。它以不同编制的吹管乐器和打击乐器构成多种鼓吹形式，如横吹、骑吹、黄门鼓吹等等。它们或在马上演奏，或在行进中演奏，用于军乐礼仪、宫廷宴饮以及民间娱乐。今天在西北一些地方尚存的民间吹打乐，当有汉代鼓吹的遗风。
在汉代还有“百戏”出现，它是将歌舞、杂技、角抵(相扑)合在一起表演的节目。汉代律学上的成就是京房以三分损益的方法将八度音程华划为六十律。它体现了律学思维的精微性。从理论上达到了五十三平均律的效果。
*服饰
汉初，为了与民休息，一般制度没有太大的改变，冠服制度，也大都承袭了秦制。
在西汉时期二百年之中，服饰实行“深衣制”。其特点是蝉冠、朱衣、方心、田领、玉佩、朱履。所服总称“禅衣”。禅衣是单层的外衣。朝服用黑色，做为祭服，限用红色镶边。从形式上官民服用无差别，但从原料和颜色上，却可明显显示等级的不同。以衣襟分类，可以划分两种：一为曲裾禅衣，即开襟是从领曲斜至腋下;一为直裾禅衣，是开襟从领向下垂直。这种服式由于既长且宽男子服用较为普遍。汉代妇女的日常之服，则为上衣下裙。
西汉大抵以四季节气而为服色之别，如春青、夏赤、秋黄、冬皂。
科技
*数学
约公元前1世纪成书的《周髀算经》，是我国现存的最早数学著作。而《九章算术》是西汉以来许多数学家研究的结晶。西汉前期的著名数学家张苍、耿寿昌等人曾对它進行增删。全书共分九章，搜集了246个数学问题的解法。其中记载了当时世界上最先進的分数四则和比例算法。还有各种面积、体积的算法和利用勾股定理進行测量的问题，以及开平方、开立方的方法，特别是在世界数学史上第一次记载负数概念和正负数的加减法运算法则。这部书对中国古代数学的发展产生了很大的影响，而且影响波及到朝鲜、日本，被翻译成多种文字。
*天文历法
西汉时期，天文学非常发达。当时的天象记录相当丰富。早在《淮南子》一书中，就有关于太阳黑子的记载。《汉书?五行志》则对此更精确的加以记载：河平元年(公元前28年)三月乙未(十八日)，“日出黄，有黑气大如钱，居日中央”。这是现今世界公认的最早的黑子记录。欧洲直到公元 807年8月19日才有黑子记录，比我国晚了九百多年。伽利略在公元1610年方看到黑子。马王堆汉墓的帛书《五星占》中有五大行星运行的记载，是我国现存最早的天文学著作。
西汉时不仅有详细的天象记录，而且对天文学的研究也盛极一时。汉武帝时，落下闳造浑天仪;太初三年立日晷仪下漏刻(水钟)，以求二十八宿的位置。宣帝时耿寿昌铸铜为像，以测天象。由此可见，中国是当时世界上天文学最发达的国家。
汉初仍沿用秦朝的《颛顼历》，以十月为岁首。1972年山东临沂银雀山汉墓中发现公元前134年的历谱，这是我国发现最早的完整历谱。根据它推算，这个历谱与秦历法相同，证明武帝太初以前依然采用《颛顼历》。但《颛顼历》并不精确，到汉武帝时已出现了错乱现象。于是汉武帝令司马迁、落下闳、邓平等修改《颛顼历》而作《太初历》，以正月为岁首，采用有利于农时的二十四节气，在无中气的月份，插入闰月，调整了太阳周天与阴历纪月不相合的矛盾，使朔望晦弦较为正确，是中国历法上一个划时代的進步。随着天文学的不断发展，人们在历法上也日求精密。成帝时，刘歆又依据《太初历》作《三统历》，规定一年为日，一月为日，19年有7个闰月，这是当时最精密的历法。
*医学
西汉时主要是以阴阳五行来解释人的生理现象、病理现象，并用这种理论進行辩证治疗。西汉的名医淳于意，为人治病“必先切其脉，乃治之”。可见当时脉学很发达。《史记?仓公传》中有他所记载的二十五个“诊籍”，这开病历记录的先河。
湖北江陵凤凰山汉墓和湖南长沙马王堆一号汉墓出土的西汉早期的尸体保存至今仍十分完整，皮下组织尚有弹性，内脏也保存完好，说明当时已有相当先进的尸体防腐技术。
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