В 221 г. до н. э. период «воюющих царств» завершился объединением Китая под властью могущественной династии Цинь. Правитель империи, принявший титул Цинь Шихуан — Первый император, предполагал, что его династия будет править «на протяжении десяти тысяч поколений». Памятуя о горьком опыте междоусобиц, руководители империи приняли меры для ослабления центробежных сил: в первый же год по указу императора у населения было конфисковано оружие, из которого было приказано отлить колокола и бронзовые статуи; из различных царств в новую столицу переселили более ста тысяч семей наследственной знати, оторвав их от родных корней; вся страна была заново разделена на 36 областей, не совпадавших в границах с прежними царствами и княжествами. Области делились на уезды, уезды — на волости, состоявшие из нескольких деревень. Жесткая административная структура пронизывала империю сверху донизу.
Государство Цинь было первой централизованной империей на территории Китая. В его эпоху были осуществлены многочисленные реформы: деление страны на административно-территориальные округа, создание централизованных органов управления, унификация монет, мер и весов, упорядочение письменности и многие другие. В этот же период начинается строительство Великой китайской стены. При ее возведении использовали только камень. Толщина стены у основания достигала восьми метров, наверху — не менее пяти метров; высота стены большей частью составляла шестнадцать метров, а ее общая протяженность — 2450 км. Окончательно строительство этого величайшего в мире оборонительного сооружения было завершено в XV в. н. э. вправление династии Мин. С тех пор и до нашего времени сохранность стены поддерживается регулярными ремонтными работами.
Грандиозным было и строительство столицы с колоссальным дворцовым комплексом и императорской гробницей. Ее раскопки не начаты, но вокруг нее археологи уже обнаружили тысячи керамических всадников, поставленных рядами и, видимо, являющихся портретными изображениями императорской гвардии телохранителей (ни один всадник не похож лицом на других).
Дворцы циньских и ханьских правителей, возведенные на платформах и окруженные садами из деревьев редких пород, поражали своей многоцветностью и роскошью отделки. Для их строительства использовали породы ценного дерева. О конструкции и размерах домов городской знати и дозорных башен можно судить по глиняным моделям, обнаруженным в погребениях. Встречаются многоярусные стройные башни, двух- и трехэтажные дома с крытыми воротами и угловыми башенками. Широкие четырехскатные крыши домов обычно были прямыми, но к концу периода Хань их тяжелые концы стали слегка приподниматься по углам кверху, что придало им легкость и изящество, делая похожими на крылья летящей птицы.
Император провел несколько успешных войн — на севере оттеснил гуннов за Великую стену, на юге присоединил новые территории. Было проложено несколько стратегических дорог, связавших столицу с окраинами.
Очевидно, что ценой всех этих достижений стало крайнее истощение людских ресурсов. Недовольство было всеобщим. Роптавшие ссылались на древние традиции, с которыми император не считался. Дважды на него совершались покушения. В 213 г. до н. э. император повелел сжечь древние тексты, а 460 видных оппозиционеров, в основном конфуцианцев, казнить.
Империя Цинь просуществовала только 14 лет, а затем пала в результате народного восстания. Один из отрядов повстанцев возглавлял мелкий чиновник Лю Ба. В 207 г. до н.э. его отряд захватил столицу, Циньская династия была свергнута. В междоусобной борьбе между руководителями повстанцев в конечном итоге одержал победу Лю Ба, в 206 г. до н.э. он стал основателем новой династии Хань, просуществовавшей до 220 г. н.э.
Ханьский период был своего рода кульминацией культурных достижений Древнего Китая.
На основе вековых астрономических наблюдений был усовершенствован лунно-солнечный календарь. В 28 г. до н. э. ханьские астрономы впервые отметили существование солнечных пятен. Достижением мирового значения в области физических знаний явилось изобретение компаса в виде квадратной железной пластины со свободно вращающейся на ее поверхности магнитной «ложкой», ручка которой неизменно указывала на Юг. Ученый Чжан Хэн первый в мире сконструировал прототип сейсмографа, соорудил небесный глобус, описал 2500 звезд, включил их в 320 созвездий. Им была разработана теория Земли и безграничной Вселенной во времени и пространстве. Ханьские математики знали десятичные дроби, впервые в истории изобрели отрицательные числа.
Ярким примером соединения теории и практики является история китайской медицины. Лекари применяли большое число препаратов из трав и минералов. Лекарства нередко включали в себя до десяти и более ингредиентов, а их применение очень строго дозировалось. Чжан Чжуецзын разработал методы пульсовой диагностики и лечения эпидемиологических заболеваний.