為了有效地管理國家，也為了替子孫萬代奠定基業，秦始皇吸取了戰國時期設置官職的具體經驗，建立了一套相當完整的中央集權制度和政權機構。
中央機構
中央設丞相、太尉、御史大夫。丞相有左右二員，掌政事。太尉掌軍事，不常置。御史大夫是丞相的副貳，掌圖籍秘書，監察百官。
丞相、太尉、御史大夫以下，是分掌具體政務的諸卿，其中有掌宮殿掖門戶的郎中令，掌宮門衛屯兵的衛尉，掌京畿警衛的中尉，掌刑辟的廷尉，掌谷貨的治粟內史，掌山海池澤之稅和官府手工業製造以供應皇室的少府，掌治宮室的將作少府，掌國內民族事務和外事的典客，掌宗廟禮儀的奉常，掌皇室屬籍的宗正，掌輿馬的太僕等。丞相、太尉、御史大夫與諸卿議論政務，皇帝作裁決。
在此之外，秦代還有一些比較重要的官職，比如博士—「掌通古今」，即通曉古今史以備皇帝咨詢，同時負責圖書收藏；典屬國—與典客一樣主管少數民族事務，不同的是典客掌管與秦友好的少數民族的交往，而典屬國則負責已投降秦朝的少數民族；詹事—管理皇后和太子的事務；將作少府—負責宮殿建造。
秦王朝建立的這套中央集權機構的政權機構，以後一直被歷代王朝所倣傚。其中漢代的「三公九卿」，基本上是照搬秦制。
地方機構
秦始皇統一六國後，採納李斯的建議，廢除分封制，改行郡縣制。地方行政機構分郡、縣兩級。郡縣主要官吏由中央任免。
郡設守、尉、監（監御史）。郡守掌治其郡。郡尉輔佐郡守，並典兵事。郡監司監察。秦始皇把全國分成三十六郡，以後又陸續增設至四十一郡。
他們是：
秦地：巴郡，蜀郡，隴西郡，北地郡；
趙地：太原郡，雲中郡，邯鄲郡，巨鹿郡，雁門郡，代郡，常山郡；
魏地：上郡，河東郡，東郡，碭郡，河內郡；
韓地：三川郡，上黨郡，穎川郡；
楚地：漢中郡，南郡，黔中郡，南陽郡，陳郡，薛郡，泗水郡，九江郡，會稽郡，長沙郡，衡山郡；
齊地：東海郡，齊郡，琅琊郡，膠東郡，濟北郡；
燕地：廣陽郡，上谷郡，漁縣郡，右北平郡，遼西郡，遼東郡；
南越故地：閩中郡，南海郡，桂林郡，像郡；
匈奴故地：九原郡。
縣，萬戶以上者設令，萬戶以下者設長。縣令、長領有丞、尉及其他屬員。縣令、長主要管政務，縣尉掌握軍事，縣丞掌管司法。
縣以下有鄉，其主要職能有四：1.攤派徭役；2.徵收田賦；3.查證本鄉被告案情；4.參與對國家倉庫糧食的保管工作。鄉設三老掌教化，嗇夫掌訴訟和賦稅，游徼掌治安。
鄉下有裡，是最基層的行政單位。裡有裡典，後代稱裡正、裡魁，以"豪帥"即強有力者為之。裡中設置嚴密的什伍戶籍組織，以便支派差役，收納賦稅。並規定互相監督告奸，一人犯罪，鄰里連坐。此外還有司治安、禁盜賊的專門機構，叫做亭，亭有長。亭除了主要管理治安，還負責接待往來的官吏，掌管為政府輸送、採購、傳遞（文書）等事。兩亭之間，相距大約十里。