公元前104年，漢武帝宣布廢除《顓頊曆》，改訂禮製和曆法。改用由司馬遷、落下閎、唐都、鄧平等人創製的新曆——太初曆。“太初”的意義是宇宙的開端，武帝以此命名這部曆法，象征太初年間的“改元更化”。
《太初曆》不僅是中國第一部有完整文字記載的曆法，也是當時世界上最先進的曆法，它規定一年等於365.2502日，一月等於29.53086日；將原來以十月為歲首，改為以正月為歲首；開始采用有利於農時的二十四節氣，並規定無中氣（每月兩個節氣，月初為節氣，後半月的為中氣）的月份為閏月；《太初曆》還根據天象實測和多年來史官的記錄，得出了135個月的日食周期，調整了太陽周天與陰曆紀月不相合的矛盾。這是中國曆法上一個劃時代的進步。從漢武帝太初元年問世以後，這部曆法一共行用了189年。
尊經興學，教化萬民
秦漢之際，儒家多難。秦始皇焚書坑儒，漢高祖對儒生溺冠辱罵，這個學派遭到各種貶黜。儒學的複興，始於文景時期，完成於武帝時代，其間有兩大舉措：
置“五經博士”在文景時期，儒學共立了《詩》、《書》、《春秋》三經博士。公元前136年，漢武帝趁竇太皇太後病重之機，在中央政府設立了一項新的官職，總稱為“五經博士”。
所謂“五經”，是經典儒學六藝中的《詩》、《書》、《禮》、《易》和《春秋》五種學術。博士，本是秦官的一種，為太常治下屬官，“掌通古今，秩比六百石，員多至數十人”，實際職責是在國事決策過程裏充當顧問的角色。顧名思義，五經博士就是專門整理五經的博士官。這個官職的設立，曆來被學者們看做儒學發展史的一座裏程碑，是漢武帝“罷黜百家，獨尊儒術”的重要標誌之一。
五經博士的設立應該與當時文化的繁榮有直接的關係。經濟的發達必然促進文化的昌明，這是人類社會演進的客觀規律。
興辦太學，推廣郡學由政府麵向廣大國民辦教育，始於漢武帝。公元前130年，董仲舒建議改革太學的教學內容，專用儒經，“諸不在六藝之科、孔子之術者，皆絕其道”，非儒經不得立為博士。
漢武帝采納了董仲舒的建議。公元前124年6月，漢武帝根據禦史大夫公孫弘的奏議，向天下郡國頒布《勸學興禮詔》，為五經博士招收弟子，興辦了太學。太學是中國古代的最高學府，完全用儒家五經為課程，教師聘請儒學博士擔任，辦學事宜全由丞相公孫弘主持。
此事是導致公孫弘由太常封侯而躋身相位的直接原因。從此，西漢確立了從全國察選博士弟子的製度。最初，太學中選博士弟子員額共50名，五經每經平均有弟子10人。這樣，博士弟子終於有了吃皇糧的編製定額，並且特許免其賦役。由天下郡國察選年齡在18歲以上，儀表端正者，送太常，得以從博士受業如弟子。補博士弟子者，從師讀經一年後參加考試，凡能通一經以上，補文學掌故之缺，其高第者，可以直接至郎中。如有“秀才異等”，才能超群者，上報。凡不能通過考試，無才能者，罷遣歸鄉。凡是才質優異的博士弟子者，按考試成績的等次補官。
太學的設置首開了中國曆史上“學而優則仕”的正規途徑，適應了國家培養官吏的需要，所以發展很快，到了西漢末年，博士弟子就已經達到一萬人。
武帝還推廣文翁的經驗，“令天下郡國皆立學校官”。漢武帝大力推行儒學教育，他在長安興辦太學，用儒家經典教育官僚、地主子弟，同時，還命令各郡國建立學校，講習儒家經書。
太學和郡國學主要是培養封建官僚的，但在傳播文化方麵，也起到了重要作用。
在中國古代帝王中，辦教育熱情之高、成績之大，漢武帝當數第一人。他的一係列興教舉措，在中國和世界教育發展史上，皆屬劃時代的大事，具有深遠的影響。
抑製豪強，穩定編戶
漢武帝初期，土地兼並加劇，豪強地主巧取豪奪的手段也變本加厲，他們雖然不像諸侯王那樣舉兵反叛，但也嚴重地削弱了君主專製主義中央集權統治。對此，武帝自然也不能容忍。因此，抑製豪強地主的發展，扶持小農的經濟地位，穩定在籍編戶之民的人口數，無論是對保證漢廷賦役來源，還是對鞏固統治秩序，都有重要意義。為此，漢武帝在不改變賦役製度的條件下，利用專製皇權的政治力量，對豪強地主經濟的發展加以打擊和抑製。
遷徙豪強，強幹弱枝公元前127年，漢武帝下令將郡國豪傑及資產在300萬以上者，通通遷徙茂陵。在遷徙豪族問題上，武帝與高祖不同：高祖是為了從政治上打擊六國舊貴族；武帝則主要是以皇室之兼並對付豪強之兼並，從經濟上打擊大搞土地兼並的新興暴發戶，達到“強幹弱枝”的目的。公元前139年，武帝開始為自己修建茂陵，翌年便有一批人徙居茂陵陵邑，武帝下令，賜他們每戶錢二十萬，田二頃。