秦始皇建立中央集权，是他统一六国后采取的一项空前的措施。秦始皇统一中国以后，原封建割据的国家组织机构，已不能适应新形势的需要，于是，他采取了一系列调整、完善和加强中央集权统治的措施。
首先改“王”为“皇帝”。春秋战国时期的最高统治者一般都称为“王”，但秦统一中国以后，秦始皇觉得自己是“德迈三皇，功过五帝”，“王”已不足以显示其尊贵，便令臣下议帝号，诸大臣博士商议的结果认为“古有天皇、有地皇、有泰皇，泰皇最贵。”因此上尊号为“泰皇”。然而秦始皇仍不满意，单取一个“皇”字，同时又采上古“帝”位号，号曰“皇帝”。自此“皇帝”就代替“王”而成为最高统治者的称谓。而秦始皇就成了中国历史了第一位皇帝。始皇又下令取消谥法，不准下一代皇帝给上一代皇帝起谥号，自称为“始皇帝”，并安排好自己死后儿孙继位，“后世以计数”，称为“二世”、“三世”，“至于万世，传之无穷”。
为显示皇帝的威尊和与众不同，从秦代开始规定了一套制度，如皇帝的命为“制”，令为“诏”，文字中不准提起皇帝名字。皇帝自称“朕”，印章称“玺”，而一般民众再不许使用“朕”、“玺”二字。此外，还制定了一套服饰制度。
第二，加强中央政权组织。秦王朝的中央政权是秦国原来的中央政权的延续和扩大，但官职的名称和权力有许多变化：最高统治者是皇帝，皇帝以外，中央最重要的官职是三分，即丞相、太尉、御史大夫。
丞相：战国时秦国原有相、相国，统一全国后，称作丞相，李斯为第一位丞相，乃百官之首。“金印紫绶，掌丞天子，助理万机。”
太尉：原称尉、国尉，统一全国后称太尉，“金印紫绶，掌武事”，“主五兵”，乃武官之长。
御史大夫：秦国原有御史，后置御史大夫“以贰于相”。
御史大夫掌监察，“银印青绶，掌副丞相”，其位略次于丞相。
在“三公”之下，有所谓“九卿”，而实际之数并不止九个，大部分为秦原有，少数是统一后新设的：
奉常：掌宗庙礼仪，有丞。
郎中令：负责皇帝的保卫和传达，下属有大夫、郎中、谒者。
卫尉：掌皇宫的警卫部队，有丞。
太仆：掌皇室东马。
廷尉：掌刑罚，全国最高司法官，有正、左、右监。
典客：主管秦王朝统治下的少数民族。
宗正：掌宗室亲属事务，有两丞。
治粟内史：掌谷货，有两丞。
少府：负责供应皇室用之山海池泽之税，有六丞。
中尉：负责京师保卫，有两丞。
主爵中尉：掌列侯。秦始皇统治时期，中央集权的重要特点是军政大权独揽于皇帝一人手中。为使大权不致旁落，使丞相、太尉、御史大夫分掌政、军和监察大权，互不统属。如丞相总领朝廷集议和上奏，协助皇帝处理日常事务，并收阅各地的“上计”。
但统兵之权却属于太尉，而且御史大夫也有权复查大臣的上奏和地方的“上计”。太尉虽名为最高军事长官，但实际只有带兵权，而无调兵权。由于三公互不统属，所以最后决断只能归皇帝一人。
第三，调整地方政权组织。统一后的地方政权组织，主要是推行郡、县、乡、亭四级行政组织。
刚统一时，秦分天下为36郡，以后，随着边境的开发和郡治的调整，总郡数最多曾达46郡。郡置守、尉、监，守治民，尉典兵，监御史则负责监督百姓及官吏，职务类似于中央的御史大夫。郡守、郡尉和监御史明确分职，是与中央政权的“三公”明确分职的原则相一致的。
郡下为县，县的长官为县令（长），属官有丞。
县以下以乡、亭为单位，“大率十里一亭，亭有长。十亭一乡，乡有三老、有秩、啬夫、游徼。”乡三老、啬夫、游徼的职责大致与郡的守、尉、监相仿，“三老掌教化;啬夫职听讼，收赋税;游徼徼循禁贼盗。”
乡以下为亭，亭为秦时重要的地方基层组织。亭有亭长、亭父、求盗各一人，任务是平时练习五兵，接待往来官吏，兼管为政府输送、采购、传递文书等。
秦王朝所推行的封建官僚制度，是中国政治制度史上的一大进步，它不仅改变了世袭制，而且取消了“食邑”、“食封”制，规定了每一个官吏俸禄，自丞相至下层官吏皆有定秩，由“二千石”至“斗食”不等。这种制度自秦统一后在全国实行，历封建社会2000年之久而基本未变。
第四，以“五德终始说”为加强统治的思想武器。秦统治者为了欺骗人民，为自己的一统天下寻找正当的理论根据，采用“五德终始说”，宣扬秦代周是水德代替火德。根据“五德”说，“更命河曰德水，以冬十月为年首，色上黑，度以六为名，音上大吕，事统上法。”“衣服旄旋节旗皆上黑”，“数以六为纪，符、法冠皆六寸，而舆六尺。六尺为步，乘六马。”
将六神秘化并与“五德”说联系起来，使它渗透到政治措施、典章制度和文字记述中去，成为统治人民的重要思想工具。
第五，颁布保护封建土地所有制的律令。秦始皇三十一年（前216年），发布“使黔首自实田”的律令，令占有土地的地主和自耕农，按当时实际占有的田数，向国家呈报，这就意味着秦王朝承认他们的私有权，并给予保护。又实行重农抑商政策，“上农除末”，打击非生产性活动，鼓励从事农业、手工业生产的政策。这一措施对保护封建土地所有制、发展封建经济起了重要作用。
第六，统一货币、度量衡和文字。秦统一前，货币很复杂，不但形状、大小、轻重不同，而且计算单位也不一致。大致有布钱、刀币、圆钱和郢爰四大系统。除郢爰流行于楚国外，布钱流通于韩、赵、魏;刀币流通于齐、燕、赵等国，圆钱流通于秦、东周、西周和魏、赵等国，秦统一后，秦始皇下令统一全国货币，以黄金为上币，镒为单位;以方孔有廓圆钱为下币，以半两为单位，称为“半两”钱。这种，圆钱一直沿用了2000多年。
秦在统一全国前，度量衡方面的情况与货币也差不多，非常混乱。秦已于商鞅变法时就对度量衡的标准作过统一规定。
全国统一后，秦政府即以秦国的制度为基础，下令统一度量衡，并把诏书铭刻在官府制作的度量衡器上，发至全国，作为标准器。