西汉初年，刘邦为安抚功臣、巩固统治，曾一度推行“郡国并行制”，在保留秦朝郡县体系的同时，分封同姓诸侯王与异姓功臣，形成“郡”属中央、“国”归诸侯的二元区划格局。但随着诸侯国势力膨胀，逐渐威胁中央集权，“七国之乱”后，汉景帝、汉武帝通过“推恩令”“酎金夺爵”等一系列举措，逐步削弱诸侯封地，将王国封地分割为郡县，使郡国并行制名存实亡，郡县制重新成为区划体系的核心。汉武帝时期，为强化对地方的监察与治理，在全国设置十三州刺史部，最初仅为监察区域，无固定治所与行政职权，但随着时间推移，州逐渐从监察单元演变为高于郡的行政层级，至东汉末年形成“州—郡—县”三级区划体系，成为后世行政区划的基本范式。
两汉的地理区划实践，既继承了秦朝的集权内核，又根据时代需求不断优化完善，呈现出鲜明的“适应性”与“拓展性”特征。在疆域拓展方面，西汉通过对匈奴的战争、张骞通西域，将西域都护府所辖区域纳入版图，在河西走廊设置武威、张掖、酒泉、敦煌四郡，打通了中原与西域的地理通道，使区划边界向西延伸至葱岭以西；东汉则进一步巩固了对岭南、西南夷地区的治理，在今云南、贵州等地增设郡县，将少数民族聚居区全面纳入中央区划体系。在功能划分上，两汉在边疆地区推行“屯垦戍边”政策，设置屯田校尉、护羌校尉等特殊机构，使边郡兼具军事防御与农业开发双重功能，如西域的屯田区既为军队提供粮草补给，又促进了中原农耕技术向西域的传播；在经济发达的中原地区，郡县划分则以人口密度与赋税基数为主要依据，如河南郡、颍川郡因地处中原腹地、人口稠密，县的数量远超边郡，成为帝国的经济支柱。
学术典籍的繁荣与地理认知的深化，为两汉区划体系的完善提供了理论支撑。司马迁在《史记·货殖列传》中以地理区划为框架，系统记载了各地的物产、风俗、经济特征，将全国划分为关中、三河、燕赵、齐鲁、楚越等多个经济文化区域，为区划调整与资源调配提供了重要参考；班固在《汉书·地理志》中首次系统梳理了西汉的行政区划，详细记载了各州、郡、县的户数、人口、疆域、沿革及山川物产，成为中国历史上首部体例完备的地理总志，其“以山川定疆界、以户籍定县制”的记载原则，深刻影响了后世的地理区划与方志编撰。此外，两汉时期的舆图绘制技术也日趋成熟，长沙马王堆汉墓出土的《地形图》《驻军图》，精准标注了郡县边界、山川河流、道路关隘，直观展现了当时地理区划的实际面貌，印证了区划体系在基层治理中的精准实施。
秦两汉时期的地理区划变革，是中国古代空间治理体系的一次根本性重塑。从秦朝“海内为郡县”的大一统奠基，到西汉“郡国并行”的过渡调整，再到东汉“州—郡—县”三级体系的最终成型，地理区划始终围绕“强化中央集权、整合疆域资源、促进文明融合”的核心目标演进。这一时期形成的“集权化管理、层级化设置、因地制宜治理”的区划原则，以及“山川形便与犬牙交错相结合”的划分方法，不仅为后世三国两晋南北朝的区划发展奠定了基础，更成为中国古代行政区划的“千年范式”，深刻塑造了华夏文明的空间治理逻辑，使地理区划真正成为维系大一统帝国稳定、推动多民族文化交融的核心纽带，在历史长卷中写下了大一统文明的壮丽篇章。
随后不久，到了三国两晋南北朝时期，秦汉奠定的大一统区划格局在政权割据与族群迁徙的浪潮中被打破，地理区划进入了“乱世多变革、分裂中演进”的复杂阶段。这一时期，天下分合交替、胡汉文化交融，政权更迭之频、疆域变迁之剧，使地理区划彻底告别了稳定有序的制度化轨道，转而呈现出“层级紊乱、侨置林立、因势而变”的鲜明特征，却也在分裂的表象下，完成了对前代区划体系的继承、革新与融合，为隋唐再度大一统后的区划重构埋下了伏笔。
三国鼎立局面形成后，魏、蜀、吴三国皆以秦汉郡县制为基础，结合自身疆域与战略需求重构区划体系。曹魏占据中原核心地带，承续东汉“州—郡—县”三级制，将全国（其统治范围）划分为司隶、豫、兖、青、徐等十二州，在边境要地如凉州、幽州增设边郡，强化对匈奴、鲜卑等游牧族群的防御，同时细化内地郡县划分，以适配中原地区稠密的人口与发达的农耕经济；蜀汉偏安西南，以益州为核心，在南中地区（今云南、贵州一带）设床降都督，统辖南中七郡，既延续郡县制的治理框架，又保留了当地少数民族的部落首领制度，形成“郡县与羁縻并行”的区划模式，实现了对西南边疆的有效管控；东吴据有江南