颁布大臣主父偃提出的推恩令，以法制来推动诸侯分封诸子为侯，使诸侯的封地不得不自我缩减。同时他引入了刺史的官级，监察地方。在军队和经济上则加强中央集权，将冶铁、煮盐、酿酒等民间生意编成由中央管理，同时禁止诸侯国铸钱，使得财政权集于中央。他采用董仲舒的建议，“罢黜百家，独尊儒术”，为儒学在古中国的特殊地位铺平了道路。
在政治方面，首先颁行“推恩令”，使诸侯王多分封子弟为侯，使王国封地被分割，以进一步削弱诸侯王国势力；其次建立中朝削弱相权，巩固了皇权的神圣地位；再设置十三部刺史，加强了对地方的控制。在军事方面，主要是集中兵权，充实了中央的军事力量；在经济方面，整顿财政，颁布“算缗”、“告缗”令，征收商人资产税，打击富商大贾；又采取桑弘羊建议，将冶铁、煮盐收归官营，禁止郡国铸钱；设置平准官、均输官，由官府经营运输和贸易，大大增强了国家经济实力。同时兴修水利，移民西北屯田，实行“代田法”，有利于农业生产的发展。在思想方面，采纳董仲舒的建议．罢黜百家，独尊儒术，使儒学成为了中国社会的统治思想，对后世中国政治、社会、文化产生了深远的影响。
汉武帝也非常注重人才的开发，他确立了察举制度，是中国有系统选拔人才制度之滥觞，对后世影响很大。
汉武帝进行了人类历史上第一次人口统计。
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