前文说过，秦朝末年对于疆域的实际把控相继丢失，西南和南方或被当地原住民族夺回，或建立了实际独立的政权。虽然都说汉承秦制，掌握当时秦朝末期的疆域。但实际上，刘邦所掌握的实际区域，是远远小于秦朝。
西汉建立初期，先有刘邦消除异姓诸王，后有吕后违背“非刘姓不王”的誓约其后更是出现了七国之乱，国家动荡，疆域呈现大幅缩减的迹象。直到汉武帝时期，先是通过实行推恩令，消弱诸侯王的实例，至此，诸侯王的实例无法对中央构成威胁；其后，又以诸侯献上的黄金成色不纯为由，取消了百位列侯的爵位，也就是史书上的“酎金失侯”事件。经过这两次事件后，中央集权得到了极大地加强。
到了汉武帝，汉朝的疆域大幅扩展，内部阻挡中央政府对地方掌控的诸侯王相继变成吉祥物，沦为一个个的吉祥物。公元前年，卫青北击匈奴，收复河南地、陇西、北地、上郡的北部，置朔方、五原二郡。云中、雁门二郡的北界也向外扩展。西汉的北部疆界至此推到河套，阴山以北。前年，汉将霍去病出陇西击灭居于河西走廊的匈奴部落，以其地设酒泉郡。后又分割为张掖、敦煌、武威三郡。连同在湟水流域设置的金城郡，合称河西五郡。前年，东瓯王迫于闽越王的威胁，举国内迁到今江淮流域。前年，汉朝又灭亡了闽越国。前年，汉朝平南越，又占有了海南岛，在该地设十郡。在西南地区，汉朝征服了诸国，边界推移到云南哀牢山和高贡黎山。东北地区灭亡了卫氏朝鲜，设置了东北四郡，边疆形势蔚为改观。汉宣帝神觉二年设立西域都护府控制西域诸城邦。
不过到了西汉晚期，疆域又出现大幅萎缩。东北撤销了真番、临屯二郡。西南地区由七郡变成五郡，并且放弃了海南岛与象郡。东汉王朝末年，中原战乱不断。遂放弃定襄、云中、五原、朔方、上郡、北地六郡。河套、陕北、晋西北、河北北部地区先后放弃。高句丽与林邑两国蚕食东北及南方国土。只有西南地区扩展至大盈江一带。
公元8年，王莽篡位，新朝建立。由于王莽对非汉民族采取了错误的方针政策，各方矛盾不断激化，最终导致匈奴入侵，东北高句〔gōu勾〕丽人的逃亡。到天凤三年（公元16年）后，连与西域的交通也断绝了，西域都护府废，中原对西域的控制中止。公元23年，绿林军诸将拥立刘玄为帝，恢复汉朝，同年攻入长安，王莽被杀，新朝灭亡，但各地割据势力纷纷自立，互相争夺。
公元25年，刘秀（光武帝）即帝位，同年定都洛阳，史称东汉。刘秀陆续击败各地的割据政权和敌对势力，至建武十三年（公元37年）恢复了内地的统一。由于西域都护府的废弃，东汉初年，光武帝不得不放弃了河套至今山西、河北北部的疆域。到建武二十五年（公元49年）匈奴又分为南北两部，南匈奴降汉，第二年汉朝才将内迁的八个郡迁回旧地，汉匈的边界恢复到西汉后期的态势，但以后从幽州的辽西至并州的雁门郡（约相当今辽宁西部至山西北部和相邻的内蒙古南部）的北界部分向南收缩。而南单于也因受到北匈奴的打击，无法再在蒙古高原立足，南迁至西河郡的美稷县（今内蒙古准噶尔旗西北）一带，接受汉朝的保护。备注：天凤是新朝时期王莽的第二个年号，共计6年。其他两个年号分别是始建国（8-13年），地皇（20-23年，23年同一年刘玄为帝）。
东北方面，由于受到当地■貊〔wèimò畏陌〕人和马韩人的压力，光武帝时放弃了乐浪郡在单单大岭（今朝鲜北大峰山脉）以东的七个县。随着高句丽的兴起和扩张，玄菟郡的辖境也完全放弃，郡治迁到了今辽宁省沈阳市西，辖有从原辽东郡辖境中划出的数县之地。
但在西南，汉朝的疆域却有所扩大，明帝永平十二年（公元69年），西南境外的哀牢王接受内属，汉朝设置了两个县，又从益州郡划出六个县，合并设置了永昌郡。这样，汉朝的疆域不仅已包括今天云贵高原的全部，而且辖有今缅甸东部。
永平十六年（公元73年），汉军进攻北匈奴，打通了与西域的交通线，又派班超控制了鄯善（今新疆若羌县一带）、于阗（今新疆和田市、和田县一带）等国，于是在次年重新设立西域都护府，恢复了这一大片疆域。由于北匈奴的势力仍很强大，汉军并没有稳定的优势，章帝建初元年（公元76年）决定将汉军从西域撤回，撤销了西域都护府。
但当地疏勒（今新疆喀什市一带）、于阗等国的国王坚决挽留班超，班超也不愿无功而返，就返回疏勒，凭借汉朝的余威和自己的胆略孤军奋战，使西域的大部分仍在汉朝控制之下，依附匈奴的国家越来越少。到和帝永元三年（公元91年），汉军大败北匈奴，北匈奴从此西迁，西域都护府再次恢复，班超出任都护。但由于后继者措施失当，激化了与当地国家的矛盾，至安帝永初元年（公元年），西域都护府又不得不撤销。汉朝的撤退使西域各国再次受到匈奴的威胁，一些国家重新寻求汉朝的庇护，促使汉朝在延光二年（公元年）置西域长史府，继续行使对西域的管辖。但乌孙已成为独立政权，葱岭（帕米尔高原）以西地区也脱离了汉朝的统治，汉朝的西北界退到了今天山山脉西段以南。
南边，随着境外林邑国的扩张，东汉疆域的南端也从今越南富安省南界退至承天省南界。
纵观整个汉朝历史，西汉和东汉相比，西汉无疑是更加强悍。毕竟有着能发出明犯强汉者，虽远必诛的这一口号的汉武帝。东汉算是站在前人的肩膀上，却由于内外环境无法更进一步。汉朝和约略同时期欧洲的罗马帝国并列为当时世界上最先进的文明及强大帝国。两汉极盛时东并朝鲜、南包越南、西逾葱岭、北达戈壁？，国土面积约达万平方公里。
