五德学说
汉朝最早使用年号，建元为第一个年号。汉初根据五德终始说，定正朔为水德，汉武帝时，又改正朔为土德，直到王莽篡汉建立新朝，方才采用刘向、刘歆父子的说法，认为汉属于火德。汉光武帝光复汉室之后，正式承认这一说法，从此确立东汉正朔为火德，东汉及以后的史书如《汉书》、《三国志》等皆采用这种说法，因此汉代亦被称为“炎汉”。又因汉朝皇帝姓刘而称“刘汉”。
司马迁
学术著作
汉代是中国历史上科技与文化非常辉煌的一个时期。国家也非常重视教育和学识。东汉桓帝时，仅太学生就号称有3万人。
在史学方面，司马迁的《史记》是中国第一部纪传体通史，也是二十四史中的第一部，为以后两千年正史的编纂提供规范。全书分为十二本纪、十表、八书、三十世家、七十列传，共一百三十篇，五十二万六千五百字。班固所编写的《汉书》分为十二纪、八表、十志、七十列传。全书体例仿效《史记》，惟改“书”为“纪”，废“世家”入“列传”，还开创了刑法、五行、地理、天文、艺文四志和《百官公卿表》。
《汉书》是中国历史上第一部内容完整的断代史。更是成为了以后历代王朝撰写本朝历史的范本。而两汉时期其他的史书还有《东观汉书》、《汉纪》和《吴越春秋》等。很多西方学者认为，汉代的作家所开创的史学标准，直到18世纪都一直领先于世界。
宣帝时期，在太学中立学官的，《易》有三家，《书》有三家，《诗》有三家，《礼》有一家，《春秋》有两家，共十二博士。东汉初年，增加到十四博士。到东汉晚期，古文经学走向发达，今文经学日益衰微。
汉政府设立乐府，搜集民间诗歌，即为乐府诗，后世的《乐府诗集》《古诗十九首》《玉台新咏》中便搜集了不少汉代乐府诗，长篇叙事诗《孔雀东南飞》也是写成于汉代末年。赋是一种新的文学体裁，司马相如的《子虚赋》、《上林赋》，张衡的《二京赋》等均为千古传颂的文学名篇。汉代时期，隶书亦渐渐取代小篆成为主要书写字体，而隶书的出现则奠定了现代汉字字形结构的基础，成为古今文字的分水岭。这一时期，还出现了标点符号的雏形。
