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在天文历法方面，秦汉时期对天象的观测有了很大进展，其天象记录也日趋详备。其中，公元前28年关于太阳黑子的记录被世界公认为是有关太阳黑子的最早记录。
这段时期，天文领域人才辈出，如东汉科学家张衡。张衡曾从太阳、月球、地球的位置角度，对月食做出了最早的科学解释。另外，公元132年，他发明了地动仪，可以测定千里之外的地震方位，比欧洲早了1700多年。
天文观测的发展推动了历法的改进。至汉武帝时，天文研究者制定出中国第一部较完整的历书“太初历”，并以正月为岁首。
张衡，字平子，东汉时期南阳西鄂人，南阳“五圣”之一。他不仅通天文历法、仪器制造、数学等，还与司马相如、扬雄、班固并称汉赋四大家。
张衡
中国最古老的天文和数学著作是约成书于西汉初期的《周髀（bì）算经》。它主要阐明盖天说和四分历法，并介绍了勾股定理。
《九章算术》约成书于东汉，是中国古代第一部数学专著。该书内容丰富，不仅系统总结了战国、秦汉时期数学成就，还有其独到的见解，如分数问题、负数及其加减运算问题等。
在医学方面，秦汉时期是中国医学上承前启后、继往开来的发展时期。这时期，医学上确立了辨证论治的思想，如“医圣”——东汉张仲景的《伤寒杂病论》。另外，还出现了医案，包括病人姓名、身份、病名、脉症等。秦汉时期，临床医学进展突出。“神医”华佗发明了适用于外科手术的麻沸散和医学体操“五禽戏”。
于战国问世、西汉编定的《黄帝内经》是中国现存较早的医学著作。它反映了中国古代医学的早期成就，奠定了人体医学的认识基础，被称为“医之始祖”。还有西汉马王堆汉墓出土的《医方经》，记载了几百个医方。此外，东汉的《神农本草经》，第一次系统总结了中医药学。
造纸术是我国古代四大发明之一。早在西汉前期，我国就已经出现了用于书写和绘图的纸——絮（xù）纸和麻纸，如甘肃天水放马滩汉墓出土的纸质地图，是目前世界上已知的最早的纸。
公元105年，东汉蔡伦改进造纸术。它用易得的原料如树皮、破布、麻头和旧渔网来改进造纸，所得纸张造价低廉，人称“蔡侯纸”。公元6世纪起，造纸术传到朝鲜、越南和日本，8世纪传到中亚，并经阿拉伯半岛传到非洲和欧洲。造纸术的发明与改进是人类书写材料的一次伟大革命，它促进了文化的交流和教育的普及，是中华民族对世界科学文化的一项重大贡献。
秦汉时期，天文历法的发展、《九章算术》的出现、医学理论体系的构建和造纸术的改进，使那时我国的科技文化处于世界领先地位。至今仍有人把中国人称为“汉人”，把中国文化研究称为“汉学”，可见秦汉文化影响深远。
蔡伦
造纸流程示意图
由于秦朝实行文化专制政策，且其统治时间短暂，因而其流传下来的文学作品屈指可数，故有“秦世不文”的说法。至两汉时期，其文学以赋、诗歌和散文为主。
赋是两汉时期一种新的文学体裁，介于诗和散文之间。其特点是讲究排比、散文韵文并用。它以“铺采摛（chī）文，体物写志”为手段，侧重于写景，借景抒情。西汉的赋气势恢宏，篇幅较长，其代表作主要有司马相如的《子虚赋》《上林赋》等；东汉的赋现实感强，其代表作主要有班固的《两都赋》等。
汉代诗歌主要以两汉乐府和东汉末年的文人五言诗为主。乐府是汉武帝时期设立的音乐机构，它采集了大量民间诗歌，并将其配乐形成诗集。后来，“乐府”成为一种带有音乐性的诗体名称。今保存的乐府诗有《战城南》《东门行》《十五从军征》《陌上桑》等。文人五言诗是指汉代文人创作的五言诗，第一首文人五言诗是班固的《咏史》。文人五言诗的代表作是《古诗十九首》，作者是东汉后期的中下层知识分子，他们大多是失意文人，因而诗词中多是充满离愁别怨及人生无常的忧愤情绪，如《孟冬寒气至》《明月何皎皎》等。
此外，两汉时期的散文成就也很高，主要分政论散文（如贾谊的《过秦论》）、叙事散文（如司马迁《史记》及班固《汉书》）、抒情散文（如司马迁《报任安书》），其形散而神聚、意境深邃，对后世产生了深远的影响。
秦汉时期的文学成就高，艺术成就也丝毫不逊色，其中，具有代表性的有秦汉雕塑及绘画。
秦汉时期的雕塑成就辉煌、遗存丰富，以其恢宏的气势和力量将中国雕塑推向了高峰。其主要代表有秦始皇陵兵马俑、汉霍去病墓石雕群等，为后世雕刻艺术树立了写意和写实两种风格的典范。
秦始皇陵兵马俑位于陕西省西安市临潼区骊（lí）山北麓（lù），共有3个坑。其中，1号坑以步兵俑为主，2号坑以骑兵俑为主，3号坑是军事指挥部，以将军俑为主。坑中兵俑造型威武雄壮，形象生动传神，反映出秦俑雕塑强调写实手法与注重视觉效果的特点。秦始皇陵兵马俑被誉为“世界第八大奇迹”。
汉霍去病墓石雕群则是位于陕西平县的一组纪念碑性质的大型石刻群。其作品多是根据原石自然形态，运用浮雕、线刻等技巧手法雕刻而成。石雕群注重写意，显得粗放豪迈、简练传神。这是现存时代最早、保存完整的成组石雕。
秦始皇陵跪射俑
秦汉时期绘画艺术高超，主要包括宫殿寺观壁画、墓室壁画、帛画、工艺装饰画等门类，如长沙马王堆汉墓出土的彩色帛画。此外，还有兼绘画与雕刻两种特点的画像石和画像砖，如山东画像石和四川画像砖。
除雕塑和绘画外，秦汉时期的音乐、歌舞艺术也有一定突破，如西汉的乐府就曾创作了很多作品。民间歌谣配上管弦器乐，歌唱者自击节鼓和之，成为相和歌。刘邦回乡后曾高唱《大风歌》。
汉霍去病墓石雕“卧马”
《大风歌》
两汉时期，史学成就显著，主要体现在两本史学著作上——西汉成书的《史记》和东汉成书的《汉书》。
《史记》是由西汉著名史学家司马迁撰写的我国古代第一部纪传体通史。司马迁亲赴各地考察，历时13年，终于完成《史记》。《史记》全书130篇，50多万字，以人物传记为主，编年纪事为辅，记载了从黄帝至汉武帝时期共3000多年的历史。其取材之广泛，叙事体例之严谨，人物刻画之生动，使之终成一代绝响，并具有很高的文学价值和史料价值。
东汉时期，著名史学家班固编撰了我国第一部纪传体断代史。班固出生在儒学世家，家中藏书丰富。其父班彪去世后，他子承父业，在班彪《史记后传》的基础上，正式开始撰写《汉书》。班固历时近40年，终完成《汉书》。《汉书》全书共100篇，记述了从汉高祖至王莽时期的史事，其体例完全承袭《史记》，其中8表和《天文志》由其妹班昭及马续共同续写完成。《汉书》开创了“包举一代”的断代史体例，是继《史记》之后又一部历史与文学巨著。
司马迁
这一时期的宗教发展主要体现在佛教传入和道教兴起上。
公元前6世纪，印度释迦部落王子乔达摩·悉达多创立了佛教。佛教在西汉末年经中亚传入中国。东汉明帝派使臣到天竺求佛法，请高僧，用白马驮来佛经，并建造了白马寺。东汉末年，佛教在民间流传开来。
道教是由民间流行的神仙方术与道家思想结合而形成。东汉时期，张陵倡导五斗米道，以《老子五千文》为其主要经典。后来，张陵被称为张天师，并被尊为道教创始人之一。
除此之外，汉武帝时，提出“罢黜百家，独尊儒术”的董仲舒以儒学为基础，以阴阳五行为框架，兼采诸子百家，建立起具有神学倾向的儒学体系，即“儒学宗教化”。因此，东汉以后，思想领域逐渐形成了以儒家为主，儒、佛、道三家并立互补的局面。
学习与思考
1.秦始皇帝对统一做出哪些贡献？
2.阐述秦汉时期的社会政治与文化的发展。
3.谈谈王莽的功与过。
4.汉武帝为什么能取得反击匈奴的胜利？
5. “一带一路”是“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的简称。你们了解“一带一路”吗？从其共建原则、发展历程、主要内容等方面讨论一下。