郡县制与统一度量衡
统一天下后，嬴政知道，靠武力统一的天下并不一定长久。于是，他以秦国制度为蓝本，在政治、经济、文化等领域实行全面改革。自然，确定嬴政的地位和权力成为主要任务。他认为“王”涵义狭小，必须更新方可彰显自己的无量功德和人君的至上权威，于是责成群臣议举尊号。群臣和博士认为秦王平定天下，功业空前，远超五帝，鉴于古有三皇而秦皇最贵的传说，建议尊号更为“秦皇”，命为“制”，令为“诏”，自称为“朕”。秦王嬴政觉得自己功兼三皇五帝，决定从“三皇”、“五帝”中各取一字，号为“皇帝”，并批准“制”、“诏”、“朕”作为皇帝专用术语，不许他人染指。
但秦始皇又犯难了，天下应当怎样统治呢？他向臣下问起，大臣对秦始皇说：“六国诸侯刚灭，燕国、齐国、楚国离京城太远了，您不如把几个皇子分封到那些地方去做王，协助陛下统治天下。”
宰相李斯反对分封皇子的建议，说：“陛下统一了天下，可以在全国设置郡县。子弟功臣多，赏些赋税钱财，不要分封诸侯，这样您才容易控制他们！”
秦始皇采纳了李斯的意见，他说：“以前天下战争不断，是因为分封诸侯王的原因。如再分封诸侯王，是埋下了战争的祸根。”
于是秦始皇把他的天下划分为36郡，郡以下设县。秦始皇在中央朝廷里设置丞相、御史大夫、太尉、廷尉、治粟内史等重要的官职协助皇帝治理国家。所有这些官员都归皇帝任免和调动，一概不得世袭。国家的政事，不论大小，都由皇帝决定。
后来，封建王朝所实行的政治体制，大体上是在秦始皇的这套体制的基础上逐渐演变的。
秦始皇把原六国的兵器全都收缴到京城咸阳来，回炉熔铸成12个大铜人和许多铜器。把它们立在咸阳宫殿前面的两边，象征着秦始皇灭亡六国统一中原。
秦始皇以圆形方孔、每个重半两的钱做为全国统一的货币。秦始皇下令规定了统一的度量衡，如尺寸、升斗、斤两等。这样各地经商，做买卖都没有困难，因而促进了经济的繁荣。
原六国的车辆和道路也都不同，这样不方便。于是秦始皇下令，规定车辆上两个个子间的距离，一律都定为6尺。又修筑从京城咸阳到全国各个重要地方的大路。
战国时期的文字也是不尽相同的，所以秦始皇又下令统一文字，规定一种叫作小篆的字体，作为全国统一使用的标准文字。后来整理成一种比小篆更便于书写的字体，叫作隶书。隶书跟现在的楷书已经很相像了。
这样各地的文化交流就方便多了。
在秦始皇统一天下之后，北部的匈奴势力对秦王朝是一个严重的威胁。他们经常派兵抢夺内地的财物，为了保证中原地区的安定，秦始皇派遣大将蒙恬率兵30万，北攻匈奴，经过几次大战，蒙恬攻取了河南（今内蒙古河套地区）、高阙（今内蒙古乌拉特中后旗西南）、阴山（今内蒙古狼山）、北假（阴山以南）等地方，并在这里设置了34个县。公元前211年，秦始皇又从中原地区迁移3万多户到这里垦荒种植。接着，秦始皇便开始大范围地修筑长城，在秦、赵、燕三国长城原有的基础上，加以连接、修补，构筑了西起陇西临洮（今甘肃岷县）、东至鸭绿江，长度达1万余里的长城。这就是至今仍举世闻名的万里长城。
万里长城，是古代世界历史上最伟大的建筑工程之一，也是中华民族勤劳勇敢和高度智慧的结晶。它的建成，对于防范匈奴，保卫中原地区经济、文化的发展，起到了非常巨大的作用。几千年来，它一直是中华民族的象征，华夏儿女的骄傲。
秦王朝虽然建立起来了，但旧贵族们还大量存在，拥有大批奴隶的大商人还大量的存在，而代表这些旧势力的儒生也大量存在。公元前213年，博士淳于越在一次庆祝宴会上重新提出分封制度不能废除，他认为不按照古代的规矩办事是行不通的。李斯提出了反对意见，说：“现在天下已经安定，法令统一。但是有一批读书人不学现在，却去学古代，对国家大事乱发议论，在百姓中制造混乱。如果不加禁止，会影响朝廷的威信。”并提出了焚书的建议：
1．史书方面除《秦记》之外，其他六国的史书一律烧掉；
2．《诗》、《书》、百家语除博士官收藏的以外，其他人的藏书，都集中到郡，由郡守监督烧掉；
3．医药、卜筮、种树等科技文化方面的书不在禁止之列；
4．如有人敢相互谈论《诗》、《书》的，判处“弃市”；借古讽今者将被灭门（灭族）；其他人或官吏见到而不举报的与他们同罪；令下30日后不执行的，即面额刺花，服4年筑城劳役。
秦始皇看后立即批准了这个建议。于是，全国各地烟尘弥漫，大批古代文献、典籍焚毁于大火之中。
第二年，由于大量焚书，引起不少读书人和方士的不满，他们继续大造舆论，谩骂、攻击秦始皇，说他像一个专职杀人的狱吏，并以处罚削斩人为乐以此逞威等等。有两个方士叫做卢生、侯生，在背后议论秦始皇的不是。秦始皇大为恼火，再一查，又发现咸阳有一些儒生也一起议论过他。秦始皇把那些儒生抓来审问。儒生经不起拷打，又东拉西扯地供出一大批人来。秦始皇对于这些敢于反抗、继续散布“妖言”，“以乱黔首（百姓）”的儒生采取了坚决镇压的手段，先后逮捕了460多个儒生，并把他们全部坑杀在咸阳。
这就是历史上所说的“焚书坑儒”事件。
焚书坑儒，对于巩固国家的统一，消除割据的意识，虽起到了一定的作用，但秦始皇所采取这种野蛮的、残酷的手段，对中国古代的文化无疑是一次非常严重的摧残。
秦始皇的暴政，引起老百姓的不满。楚地流行着“楚虽三户，亡秦必楚”的歌谣，诅咒秦王朝灭亡。始皇36年（前211年），东郡（今河南濮阳一带）落下一块陨石，有人在石上刻了一行字：“始皇帝死而地分。”秦始皇知道后，派遣御史追查刻字人，由于无人承认，便把陨石附近的居民全部杀死，然后销毁陨石。
在这样的局面下，秦始皇难免有些害怕起来。他一方面自认为功盖三皇五帝，另一方面又认为自己必须得以长生不老，方可将秦王朝的统治延续下去。所以在他的一生中，秦始皇为了寻求能长生不老的仙药，总是接连不断地出巡。
始皇37年(前210年)，秦始皇开始了他的最后一次巡游。他从咸阳出发，首先来到南方的云梦(今洪湖、洞庭湖一带)，在九疑山祭祀了虞舜。然后顺江东下，由丹阳(今安徽当涂东)登陆，来到钱塘（今浙江杭州），绕道向西120里渡江登上会稽山，在山上祭祀了大禹。祭罢大禹，秦始皇在会稽山刻石留念，然后下山，经吴中（今江苏吴县）北上。秦始皇一行从江乘（今江苏镇江）渡江，一直沿着海边向北，又来到琅琊。他总想能在海边有所收获，遇见仙人或得到仙药，所以一直靠着海岸走，然而仍一无所获。看看求仙无望，便决定返回咸阳。连日的旅途劳累，加上途中遭到张良等人的伏击，心情沮丧，到平原津（今山东平原附近）就病倒了。于是秦始皇和随从一路疾驰，准备赶回咸阳，不料到了沙丘（今河北广宗县西），秦始皇病逝。时为始皇31年（前210年）七月。秦始皇在位37年，称王25年，称帝12年，终年50岁。安葬于骊山。