西汉统治者重视水利的兴修，武帝时，关中修了许多大规模的灌溉工程。水工徐伯主持用三年时间修建了漕渠，沟通黄河渭水，既利漕运，又能灌溉耕地万余顷。在泾水与洛水之间修建了长达二百里的白渠，灌田四千五百余顷。其他还有龙首渠、灵轵渠、成国渠等水利工程难以胜数。特别是在开凿龙首渠时所发明的开凿井渠引水灌田的方法，对沙土地带尤其有用。后来新疆开凿“坎儿井”的技术，即起源于此。这一技术还传到西域和波斯。在对黄河的治理上，汉武帝曾亲临工地，命令随从以及将军以下官兵扛木运草，堵塞决堤，修好多处决口。此后黄河流归故道，八十年无大的水灾。
另外，西汉手工业非常发达，主要有冶铁、纺织、铸铜、煮盐等部门。在纺织方面有名的长沙马王堆汉墓便出土有绢、罗纱、锦、绣、绮等等，颜色有茶褐、绛红、灰、朱、黄棕、棕、浅黄、青、绿、白等，花纹的制作技术有织、绣、绘等，纹样有各种动物纹、云纹、卷草纹、变形云纹以及菱形几何纹等。这些丝织品在国外展览时，震动了全世界的纺织工作者、美术设计工作者。在距今二千年以前的西汉时期，中国丝绸织染就能达到这样高的水平，确是很了不起。
在自给自足的自然经济下，西汉时期男耕女织是普遍的现象。他们的产品主要是自给和供缴纳租税，有了多余，才向市场出卖。西汉中期，河北一个民家妇女陈宝光妻(她本人的姓名不详)善织绫。曾创制一种提花机，每一经线有一脚踏的蹑，机上共有一百二十条经线，一百二十个蹑。她织的散花绫，精美异常。
西汉时的长安是全国政治经济文化的中心。长安城周围六十华里，比当时西方的罗马城大三倍以上。城市有九市，布局规整宏伟，是全国最富庶繁华的地方。除长安外，洛阳、临淄、燕(今北京市)、江陵、宛(今南阳)、寿春、番禺(今广州市)、吴(今江苏扬州)、成都等都是当时著名的商业城市。
自西汉中期以后，对外贸易发达起来。当时的外贸商道主要有三条：一条是从长安经河西走廊与今新疆地区到中亚各国与欧洲等地，这就是历史上所说的“丝绸之路”；一条是从蓟(今北京)出发经右北平至朝鲜半岛；一条是自徐州走海路到南亚各国。番禺是当时对外贸易的重镇。进出口的商品主要是丝绸、毛织品、布匹、琥珀、珠玑、香料、玳瑁等。当时中国与周邻各国的经济联系已相当密切。
到西汉末年，全国民户已达一千二百万户，人口近六千万，全国垦田数八百三十多万顷。这是我国封建社会前中期最高的人口和垦田数字。