牛耕普遍，铁农具推广 西汉时牛耕更加普遍，在黄河流域逐渐盛行起来，也存在用马耕地的现象。铁制农具的制作与使用比较广泛，在汉武帝时期，冶铁业归国家垄断，铁器的推广更为迅速。不但中原地区普遍使用铁器，而且推广到边疆少数民族地区，铁制农具的种类也增多了。仅铁犁中，就有铁口犁铧、尖锋双翼犁铧、舌状梯形犁铧，还有大型的犁铧。水利工程的大量兴建，耕作技术有了显着的改进。
特别是在山东安丘、河南中牟和陕西西安、咸阳等地都发现有铁犁壁。犁壁的发明是耕犁改革中的一个重大发展。没有犁壁就起不到碎土、松土、起垅作亩的作用。 治理黄河和兴修水利 西汉的水利事业比战国时期有了新的发展。突出的是治理黄河和关中等地兴修了一些较大的水利工程。汉初，黄河屡次决堤。
公元前132年，黄河又在瓠子（今河南濮阳西南）决口，泛滥成灾，遍及16郡。公元前109年，汉武帝征调几万民工前去修治。经过这次治理，黄河在八十年间没有发生大灾。治理黄河是西汉规模较大的水利工程。 汉武帝时在关中开凿了几条较大的灌溉渠。公元前129年，为了转输由关东西运的漕粮，在徐伯的领导下，征发几万民工开凿了与渭河平行的漕渠。漕渠在渭河南岸，东注入黄河，长达一百多公里。
修成后，不仅使这一段的漕运时间缩短一半，而且使沿渠两岸万余顷地受益。 与此同时，又修龙首渠。这条渠是从陕西澄城县状头村引洛水灌溉陕西蒲城、大荔一带田地。渠道要经过商颜山。这里土质疏松，渠岸易于崩毁，不能采用一般的施工方法。于是发明了“井渠法”，使龙首渠从地下穿过七里宽的商颜山。这是中国历史上第一条地下水渠。
公元前111年，在郑国渠上游修了六条辅助的小渠，称六辅渠。公元前95年，从仲山口引泾河至栎阳，这就是白渠。全渠长近二百里，灌溉农田4500余顷，水中泥土又可肥田。此外，又在东泰山下引汶水灌溉农田，在甘肃境内引黄河水灌田，在安徽境内引淮水灌溉，等等。
“代田法”与“区种法” 随着农业生产的发展，农业耕作技术也有提高。汉武帝末年，搜粟都尉赵过总结了西北地区抗旱斗争的经验，推广了“代田法”。赵过