汉武帝是第一位在统一的国家制定、颁布太初历的皇帝，以正月为岁首这一点，沿用至今。
汉武帝时期，史学家司马迁移写出了中国第一部纪传体的史书《史记》,对后世的史学产生了深远影响。
汉武帝时期出现了于史籍记载的《舆地图》,臣瓒曰： “浮沮，并名，在匈奴中，去九原二千里，见汉舆地图。”此表明汉代的舆地图晋初臣瓒还见过。也是说汉代已明确出现了关于国家的地域概念，对后世自然地理研究有影响。
举贤良方正直言极谏之士对策，武帝亲自策问，选拔人才做官。后世科举之制始此。
汉武帝尊儒术，以儒家思想作为国家的统治思想始于此。
元朔五年为五经博士置弟子五十人，复其身；地方郡国可按一定条件选送一些人，可受业如弟子。经考试，能通一艺以上，可用作官吏。从国立太学生中选拔官吏始于此。
汉武帝在尊儒术时，又“悉延(引)百端之学”,形成了在以儒家思想为统治思想的同时，又兼用百家的格局。这点对后世也影响巨大。
元封二年(前109),汉武帝亲临现场督察堵塞黄河决口。秦统一后，皇帝亲临现场治理黄河，这是第一次。
汉武帝时推广耧车(土法播种机)下种，此后这一方法在中国用了两千多年。
汉武帝派张骞通西域，打通了丝绸之路，促进了中、西双方的经济、文化交流。这在中国史上属首次。