“西域”一词，最早见于《汉书·西域传》，是和张骞的名字分不开的。
西汉时期，狭义的西域是指玉门关、阳关以西，葱岭以东，即今巴尔喀什湖东、南和新疆的广大地区。广义的西域还包括葱岭以西的中亚和西亚、南亚的一部分，以及东欧和北非的个别地方，是中国当时就地理知识所及对“西”方地区的泛称。那时候，在塔里木盆地周围散布着“三十六国”：南缘有楼兰、女若羌、且末、于阗、莎车等，习称“南道诸国”，北缘有姑师（后分前、后车师，在今吐鲁番）、尉犁、焉耆、龟兹、温宿、姑墨，疏勒等，习称“北道诸国”。此外，天山北麓有前、后蒲额和东、西且弥等。它们面积不大，多数是沙漠绿洲，也有山谷或盆地。人口不多，一般两三万人，最大的龟兹是8万人，小的只有一二千人。它们多数从事农业，少数以游牧为生，在邻国有“寄田”。这些地方出产五谷，盛产葡萄等水果和最好的饲草首蓓。在张骞通西域前，这里受匈奴贵族役属，在焉耆等国设有僮仆都尉，“赋税诸国，取畜给焉”，对这些小国进行奴役和剥削。
但是，正在伊犁河流域游牧的大月氏，是一个著名的“行国”，40万人口。他们曾居住在敦煌和祁连山之间，被匈奴一再打败后，刚迁到这里不久。匈奴杀月氏王，“以其头为饮器”。因此，大月氏与匈奴是“世敌”。
这时，汉朝日趋强盛，正在计划积极地消除匈奴贵族对北方的威胁。武帝听到有关大月氏的传言，就想与大月氏建立联合关系，又考虑西行的必经道路——河西走廊还处在匈奴的控制下，于是公开征募能担当出使重任的人才。
建元三年，即公元前138年，张骞“以郎应募，使月氏”。“郎”，是皇帝的侍从官，没有固定职务，又随时可能被选授重任。
张骞，汉中成固人，性格坚毅，办事灵活而又信实。他出使中途即被匈奴截留下来，在匈奴十多年，始终保持着汉朝的特使符节，匈奴单于硬叫他娶当地人做妻，且生了儿子，也没有动摇他一定要完成任务的决心。他住在匈奴的西境，等候机会。一天，张骞终于率领部属逃离了匈奴。他们向西急行几十天，路上遇不到人烟时，就打鸟兽充饥，越过葱岭，到了大宛。由大宛介绍，又通过康居，到了大夏，大夏在今阿姆河流域。张骞才找到了大月氏。十多年来，大月氏这个“行国”，已经发生了很大的变化：一是在伊犁河畔受到乌孙的攻击，又一次向西远徙。乌孙，63万人，也是个“行国”，曾在敦煌一带游牧，受过月氏的攻击。后来匈奴支持乌孙远袭大月氏，大月氏被迫迁至阿姆河畔，而乌孙却在伊犁河留住下来。自从大月氏到了阿姆河，不仅用武力臣服了大夏，还由于这里土地肥沃，逐渐由游牧生活，改向农业定居，无意东还，再与匈奴为敌。张骞在大月氏逗留了一年多，得不到结果，只好归国。回国途中，又被匈奴拘禁一年多。公元前126年匈奴内乱，张骞乘机脱身回到长安。张骞出使时带着100多人，前后13年，只剩下他和堂邑父两个人回来。张骞回来以后，向武帝报告了西域的情况。这就是《汉书·西域传》资料的最初来源。之后，由于张骞随卫青出征立功，“知水草处，军得以不乏”，被武帝封为“博望侯”。元狩四年（公元前119年），张骞第二次奉派出使西域。这时，汉朝业已控制了河西走廊，积极进行武帝时对匈奴最大规模的一次战役，正是决战的关键时刻。几年来汉武帝多次向张赛询问大夏等地情况，张骞着重谈了乌孙到伊犁河畔后，已经与匈奴发生矛盾的具体情况，建议招乌孙东返敦煌一带，跟汉共同抵抗匈奴。这就是“断匈奴右臂”的著名战略。同时，张赛也着重提出应该与西域各族加强友好往来。这些意见都得到汉武帝的支持。张赛率领300人组成的使团，每人备两匹马，带牛羊万头，金帛货物价值“数千巨万”，到了乌孙，说乌孙王东返，又未成功，乃分遣副使持节到了大宛、康居、月氏、大夏等国。元鼎二年（公元前115年）张骞回来，乌孙派使者几十人随同张骞一起到了长安。此后，汉朝派出的使者还到过安息（波斯不宜）、身毒（印度）、奄蔡（在咸海与里海间）、条支（安息属国）、犁轩（附属大秦的埃及亚历山大城），汉朝使者还受到安息专门组织的2万人的盛大欢迎。安息等国的使者也不断来长安访问和贸易。从此，汉与西域的交通建立起来。
张骞通西域后，汉族和西域各族间的经济文化关系日趋密切。西域的核桃、葡萄、石榴、蚕豆、苜蓿等十几种植物，逐渐在中原栽培。龟兹的乐曲和胡琴等乐器，丰富了汉族人民的文化生活。汉军在鄯善、车师等地屯田时使用地下相通的穿井术，习称“坎儿井”，在当地逐渐推广。此外，大宛的汗血马在汉代非常著名，名曰“天马”，“使者相望于道以求之”。那时大宛以西到安息国，都不产丝，也不懂得铸铁器，后来汉的使臣和散兵把这些技术传了过去。中国蚕丝和冶铁术的西传，对促进人类文明的发展，有着重大贡献。
赵过创立“代田法”
赵过是西汉武帝末年人，做过“搜粟都尉”，是我国古代著名的农业科学家。武帝时推行赵过创造的新农具和新的耕作技术，使我国农业获得了重大的进步。
赵过创立的新耕作法，叫“代田法”。“代田法”是一种适于北方旱地作物的耕作方法。推行“代田法”以前，实行的耕作方法，是翻地之后，即在地上散布五谷，不分行列，叫做“缦田法”。“缦田法”是原始的耕作方法，地力用尽，必需休耕，上田一年，下田要三年。这种落后方法，阻碍着农业生产的发展。“代田法”是在地上开沟培垄，作物种在沟内。随着作物的生长，在中耕的同时，将垄上的土培到苗的根部。最后，沟变成垄，垄变成沟。来年沟垄再互相轮换。这种耕作方法，能够经常保持地力，并且有利于抗旱保墒，防止庄稼倒伏，也节约了人力。显然，“代田法”较之“缦田法”，是一次耕作技术上的重大革新。
赵过在创立“代田法”的同时，还改进了农具。根据史书的记载，我国自春秋以来，就实行牛耕，但很不普及。赵过改进旧的耕作方法，创制耦犁，推行牛耕。据说，二牛三人，每年可种田5顷。由于当时一般农户无力养牛，赵过提倡用人力犁，最多一天能耕30亩。赵过又在过去一脚耧和二脚耧的基础上，改进成三脚耧。一人牵牛，一人扶耧，一天可以播种一顷。
由于实行了“代田法”和改进农具，史书上说，每亩每年可增产一石以上，好的甚至可以加倍。
在赵过的建议下，大司农增设由赵过主持的手工作坊，选取有技巧的手工业工人专门生产新农具，又令全国郡守派遣县令、力田（地方小农官）和乡村老农到长安学习新农具和新的耕作方法。赵过的“代田法”，曾在皇帝的离宫内，由宫卒进行试验，打的谷子一般比其他的田地多出一石以上。于是，汉朝廷又命令在关中“公田”和边郡居延等地，进行试验推广。以后，又把“代田法”推广到河东、弘农等地普遍实行。史书上说，这些地方的农民都称赞“代田法”好，“用力少而得谷多”。根据汉昭帝时桓宽《盐铁论》上记载，推行“代田法”，主要在关中地区。贫户缺少牛马，只能用旧农具耕田，所以，行“代田法”的主要是富户而不是贫苦农民。但是，随着生产力的发展，旧耕作方法势必逐渐被淘汰，赵过所创新农具和新耕作法，必然得到更大规模的推广。从在居延所发现的汉简上面，可以看到有“汉昭帝初年”“代田仓”的记载，以汉简和史书互相参证，证明史书上“代田法”曾在居延推行的记载是确实的。从“代田仓”的建立，也可推断，推行“代田法”后，粮食是得到了增产的。赵过在我国农业科学技术的发展上是作出了杰出贡献的。