西汉建立后，统治者长期推行休养生息政策。在社会经济恢复、发展的过程中，农业生产技术也有了新发展。
生产工具方面，铁农具得到普遍的推广和应用。据近年考古发掘，全国各地，包括新疆、甘肃、内蒙古、辽宁、广东、广西、云南、贵州等边远地区，均有西汉时代的铁农具出土。农具类型涉及犁、铧、锄、镰、耙、铲、镐、刀等，其中用于收割的镰和翻土碎土的铁耙是产生于西汉的新式农具。据此可知，后世使用的主要农具当时均已出现了。铁农具的铸型和制造质量较之前代也有很大提高，如用于耕地的犁铧，在结构上有了很大改进，更加适用于农业生产。
西汉耕作技术已有相当进步。当时牛耕方法普遍为耦犁法。据《汉书•食货志》和西汉时代墓壁画像可知，耦犁的犁铧较大，有犁辕、犁壁等装置，由二牛牵引，三人操作，一人牵牛把握方向，一人掌犁辕调节深浅，一人扶犁。后来改进了犁铧的构造，使用活动式犁箭控制耕地的深浅，这样就不再需专人掌辕。同时，扶犁人使用牛辔导引耕牛，又省去了牵牛的人。这样，二牛三人的耦犁法就逐渐为二牛一人的犁耕法取代。
西汉中期，赵过发明了播种用的耧犁。这种耧犁有三根铁耧足，并配备有盛粮种的耧车。耧播时由牛牵引，一人驭牛并负责挽耧下种。耧犁下种深浅一致，行距均匀，能同时播种三行，开沟、下种、覆土一次完成，大大提高了播种质量和速度。耧犁的发明是播种技术的一次革命。
耕作制度方面，则有著名的代田法和区田法。代田法的发明者也是赵过。其具体内容是；将一亩土地分成三条沟，各宽一尺，深一尺。沟上为垅，也宽一尺，沟垅相间。将种子播在沟里，苗发芽后，拔去杂草，用垅土培附苗根。一次次除草培根，使农作物的根愈来愈坚实，既耐风又耐旱，产量也有很大提高。为恢复地力，沟垅位置轮流调换，代田之名亦得于此。
汉成帝时，汜胜之总结关中三辅地区的农业生产经验，又研究出一种园艺式的区种法。区种法是将土地划成很小的区域，挖成沟坎，分别种植不同的农作物，实行深耕细作，多灌溉，多施肥，井加强田间管理，因而能够达到很高的产量。代田法与区田法的产生，反映了西汉时期农业生产技术已达到很高的水平。但这些方法对人力、物力的要求都很高，因此并没能得到普遍的推广。
西汉时期农业生产技术的新发展，使得当时农业生产水平空前提高。西汉王朝国势强盛，国威远播，正是建立在发达的农业文明之上。
