西汉疆域的扩张主要在汉武帝时期。
公元前127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121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,合城河西五郡。确立了对西域的控制。前138年,东瓯王迫于闽越王的威胁,举国内迁到今江淮流域。前110年,汉朝又灭亡了闽越国。前111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黎贡山。东北地区灭亡了卫氏朝鲜,设置了汉四郡。 标志着中国统一的地理基础的形成。