在西漢前期，牛耕已在黃河流域逐漸盛行起來，也存在用馬耕地的現象。與此同時，鐵製農具的製作與使用比較廣泛，特別是在漢武帝時期，冶鐵業歸國家壟斷，鐵器的推廣更為迅速。
不但中原地區普遍使用鐵器，而且推廣到邊疆少數民族地區，鐵製農具的種類也增多了。僅鐵犁中，就有鐵口犁鏵、尖鋒雙翼犁鏵、舌狀梯形犁鏵，還有大型的犁鏵。特別是在山東安丘、河南中牟和陝西西安、咸陽等地都發現有鐵犁壁。犁壁的發明是耕犁改革中的一個重大發展。沒有犁壁就起不到碎土、鬆土、起壠作畝的作用。
西漢的水利事業比戰國時期有了新的發展。突出的成就是治理黃河和關中等地興修了一些較大的水利工程。治理黃河是西漢規模較大的水利工程。
漢初，黃河屢次決堤，造成了嚴重的水災。公元前132年（元光三年），黃河又在瓠子（河南濮陽西南）決口，氾濫成災，遍及16郡。公元前109年（元封二年），漢武帝徵調幾萬民工前去修治。經過這次治理，黃河在八十年間沒有發生大災。
漢武帝時在關中開鑿了幾條較大的灌溉渠。公元前129年，為了轉輸由關東西運的漕糧，在著名水工徐伯的領導下，徵發幾萬民工開鑿了與渭河平行的漕渠。漕渠在渭河南岸，東注入黃河，長達一百多公里。渠成後，不僅使這一段的漕運時間縮短一半，而且使沿渠兩岸萬餘頃地受益。
與此同時，又徵發民工修龍首渠。這條渠是從今陝西澄城縣狀頭村引洛水灌溉今陝西蒲城、大荔一帶田地。渠道要經過商顏山。這裏土質疏鬆，渠岸易於崩毀，不能採用一般的施工方法。勞動人民發揮聰明智慧，發明了“井渠法”，使龍首渠從地下穿過七裏寬的商顏山。這是中國歷史上第一條地下水渠。
公元前111年（元鼎六年），又在鄭國渠上游修了六條輔助的小渠，稱六輔渠。公元前95年（太始二年），從仲山口（陝西涇陽西北）引涇河至櫟陽（陝西臨潼櫟陽鎮），這就是白渠。全渠長近二百里，灌溉農田4500餘頃，水中泥土又可肥田。此外，又在今山東泰山下引汶水灌溉農田，在甘肅境內引黃河水灌田，在今安徽境內引淮水灌溉，等等。
隨着農業生產的發展，農業耕作技術也有提高。漢武帝末年，搜粟都尉趙過總結了西北地區抗旱鬥爭的經驗，推廣了“代田法”。
趙過還發明瞭耬車。耬車是一種播種機，能同時播種三行，大大提高了播種效率。在遼陽三道壕西漢晚期村落遺址中發現過一件鐵製耬足，山西平陸棗園村王莽時墓葬壁畫上的三足耬畫像，可見當時已廣泛採用耬車播種技術。漢武帝曾下令在全國範圍內推廣這種先進技術、新式農具。
到成帝時，氾勝之又總結了一種新耕作方法── “區種法”。這是一種園藝式耕作技術，把土地劃成許多小區，集中使用水肥，精耕細作，提高了單位面積產量。 由於農業生產的發展，耕地面積也不斷擴大，到西漢末年，墾田面積已達8270500餘頃，人口達5900餘萬，比戰國時期增加兩倍以上。
漢代的冶鐵業作坊多，規模大。20世紀50年代後，在河南、山東、北京、江蘇等地發現了許多漢代冶鐵遺址，其中以河南鞏縣鐵生溝村和南陽北關瓦房莊等地遺址規模最大。從這些遺址可以看出西漢冶煉工序集中，設備齊全。河南鞏縣鐵生溝村出土了一件鐵工具，經化驗有十分良好的球狀石墨，有明顯的石墨核心和放射性結構，與現行球墨鑄鐵國家標準一類A級石墨相當。同時發現炒鋼爐一座。炒鋼這一嶄新的高效率的先進技術的出現，説明西漢的冶鐵技術已達到了一個更高的發展階段，在鋼鐵冶煉史上具有劃時代的意義。
戰國時期冶鐵業一般只能冶鑄農具和少數手工工具，鍛制兵器還比較少。到了西漢，不僅能生產鐵製長劍、長矛、環首大刀，而且生活器皿和雜用工具也廣泛使用鐵製，如燈、釜、爐、剪等都已在西漢中期的遺址中發現。這説明漢代鐵器的使用已相當廣泛。
西漢時期絲織業也是比較發達的，紡織技術也有很大的提高。當時，長安和臨淄（山東淄博市）是全國絲織業的中心。長安設有東西織室，臨淄和陳留襄邑（河南睢縣）等地設立了大規模的官營作坊，作坊的織工常達數千人之多。在絲織業發達的城市裏，也有富商大賈經營的作坊。農民家庭則主要是紡織自己穿用和繳納賦税的麻布、葛布和絹帛，有時也出售一小部分紡織品。
絲織品的種類很多，官營作坊以生產比較貴重的錦、繡、紗縠為主。1972年，從長沙馬王堆漢墓出土的文物中，有保存完好的絹、紗、綺、錦、起毛棉、刺繡、麻布等絲麻織品，這些絢麗多彩的高級絲織物，用織、繡、繪、印等技術製成各種動物、雲紋、卷草及菱形等花紋，反映西漢的紡織技術已經達到很高的水平。特別是一件素紗禪衣，薄如蟬翼，輕若煙霧，其重量僅49克，充分顯示了中國古代勞動人民的創造才能。在山東臨沂銀雀山出土的西漢帛畫和漢畫像石中已有單錠紡車的圖像。特別是1956年在江蘇銅山洪樓出土的畫像石上面刻有幾個人物在織布、紡紗和調絲操作的圖像，展示了一幅紡織生產的生動情景。
西漢時不僅有紡紗的工具，而且出現了織布機。秦漢之際，斜織機在南北方地區已經比較普遍，在農村廣泛地採用了腳踏提綜的織機。同時還有織造提花織物的機械──提花機，提花技術已經達到了相當高的水平。 漢錦是漢代織物水平的代表，是多彩織物。經對絲織品的化學分析，知道是用茜草素和藍靛作染料，可染成綠、紅等色。這比戰國時的染色工藝提高了一步。
工藝水平
西漢手工業的發展，還表現在高超的手工工藝水平上。
1968年，在河北滿城西漢中山靖王劉勝夫婦墓中發掘出大量的精美的器物。例如出土的“長信宮燈”，製成一個宮女雙手執燈的形象，十分生動，設計更為精巧，可以拆卸，燈盤可以轉動，燈罩可以開合，隨意調整燈光的亮度和照射的角度宮女頭部可以拆卸，體內空虛，右臂與煙道相通通過煙道而來的蠟炬的煙被容納於體內，以保持室內的清潔。特別引人注目的是墓中兩套完整的“金縷玉衣”，是由2000多塊玉片和黃金製成的絲縷編綴而成，其製作工藝精美絕倫。
在西漢，官營手工作坊中，主要生產者是工奴和刑徒，私營作坊中的勞動者，主要是奴隸，只有家庭手工業的生產者是“編户齊民”。漢代燦爛的手工業成果，就是由這些刑徒、奴隸和家庭手工業勞動者創造的。
漆器業
西漢的漆器業也有很大的發展。在蜀郡（成都）和廣漢等地設置工官監造漆器。當時上層之家都使用漆器，長沙馬王堆漢墓中就出土了大量的漆器。漆器的種類很多，有耳杯、盤、壺、盒、盆、勺、枕、奩、屏風等。出土的西漢漆器，特別是馬王堆的器物，大多色彩鮮豔，光澤照人，精緻美觀，特別是漆器上的彩繪，技巧更高，畫法瀟灑生動，奔放有力，線條幹淨流利。
