早在秦、汉以前，农业就脱离了粗耕阶段。到了秦、汉时代，农业生产技术有了更大的发展。到汉武帝时期，农业生产技术更是突飞猛进，无论是生产工具的改良、耕作方法的改进，还是水利事业的开发，都出现了前所未有的进步。
汉武帝宏伟的“文治武功”事业，是在残酷压迫和剥削农民血汗劳动的基础上建立起来的，但是他在总体上顺应了封建社会的发展趋势，借助于专制主义的政治制度，在组织和发展汉代农业生产方面，是起了重大作用的。
征和四年（前89 年），汉武帝所下的一道自我反省罪过的诏书《轮台罪己诏》，这是他真正改变以往那种好大喜功、不惜民力、穷兵黩武的作风和政策的开始，由此把治国的重点从战争转向了发展生产、与民休息，实行富民政策。
不久之后，汉武帝就以田千秋为相，封其为富民侯，以表明他推行富民、养民政策的决心。田千秋这个人敦厚，有智慧，居位称职，他忠实执行汉武帝晚年的“富民”政策。目睹连年治狱、诛罚特多、臣民恐惧的景象后，他深思熟虑，执政行事既安慰汉武帝又宽舒天下。
不久之后，汉武帝下诏说：“方今之务，在于力农。”号召全国官吏和百姓，要把注意力集中到农业生产上来。“农为天下之本”，这是汉武帝接受前人经验和自己长期统治的认识。他在位54 年，不停地大事兴作，耗掉农民无数血汗，也有不少教训。但他在总体上遵循并实行了“农为天下之本”这个原则。
汉武帝任命著名的农学家赵过为搜粟都尉，任务是管理农业生产技术，提高粮食产量。赵过总结劳动人民的经验，提出了一种叫“代田法”的新耕作方法。
这种耕作方法是以宽一步、长百步的一亩地为例，纵分田地为三甽三垄。甽深一尺，宽一尺；垄台垒土高出地面，也是宽一尺。种子播于甽中。苗长高时，不断挖拨垄土培固甽中之苗的根部，使之根耐旱抗风。第二年，甽、垄互换其位，以调节地力。西北地区雨少风大，所以说这是一种适合当地自然条件的比较科学的耕作方法。
《汉书·食货志》中记载：
过能为代田，一畮三甽，岁代处，故名代田，古法也。
代田法的技术特点：
一是沟垄相间。种子播种在沟中，待出苗后，结合中耕除草将垄土壅苗。其作用是防风抗倒伏和保墒抗旱，实际上体现了畎亩法中“上田弃亩”的原则。
二是沟垄互换。垄和沟的位置逐年轮换，今年的垄，明年变为沟；今年的沟，明年变为垄，这就是代田法得名之由来。由于代田总是在沟里播种，垄沟互换就达到了土地轮番利用与休闲，体现了“劳者欲息，息者欲劳”的原则。
三是耕耨结合。代田法每年都要整地开沟起垄，等到出苗以后，又要通过中耕除草来平垄，将垄上之土填回到垄沟，起到抗旱保墒抗倒伏的作用。
赵过为了使代田法的推广有确实的把握，曾做了长期准备和细致安排，他有计划、有步骤地进行了试验、示范和全面推广等一系列工作。
首先在皇帝行宫、离宫的空闲地上做生产试验，证实代田法的确能比一般其他的田地每亩可增一斛，为推广确定了前提条件。
然后是设计和制作了新型配套农具，为顺利推广代田法创造了良好的生产条件。
其次是利用行政力量在京畿内要郡守命令县、乡长官、三老、力田、有经验的老农学习新型农具和代田耕作的技艺，为推广代田法奠定了技术基础。
再次是先在命家田、三辅区域公田上作重点示范、推广，并逐步向边郡居延等地发展。最后在边城、河东、三辅、太常、弘农等地广泛推行，并取得了成效，从而得到民皆便代田的成功。
成功之后，各边城、河东、弘农、三辅等地区都纷纷学习代田法。农业生产工具得到了改良。中国古代长期使用的主要农业工具是耒耜。
耒耜为木器，操作用人力，既累又慢，大大限制了生产的发展。为了配合代田法的实行，赵过还制造各种精巧的农具。
他自己设计的耧车，是一种精巧的播种机。这种播种机由耧架、耧斗、耧腿、耧铲等构成，可播种大麦、小麦、大豆、高粱等。播种机分有一腿耧至七腿耧多种，以两腿耧播种较均匀。其中的三脚耧，下有三个开沟器，播种时，用一头牛拉着耧车，耧脚在平整好的土地上开沟播种，同时进行覆盖和镇压，一举数得，省时省力，所以效率可以达到“日种一顷”。
他还设计了耦犁，这是一种由两牛合犋牵引、三人操作的一种耕犁。两人在前各牵一牛，一人在后扶犁；还有一种单长辕犁，一人在前牵两牛，一人在后扶犁，控制犁辕。平都县令光发明了一种人力犁。使用这种犁，人力多的一天能垦耕30 亩，人力少的一天也能垦耕13 亩。
由于是新农具，用惯了耒耜的农民不习惯使用，需要给他们传授新的操作方法。日理万机的汉武帝对这个具体问题也考虑到了，他给级别二千石的地方官下了诏令，指示他们组织各级地方官，会同农村基层组织的乡官三老、力田、里父老等人，学习使用这种新农具。
农忙季节来到之前，在三辅附近和全国主要农业耕作区，经常可以看到地方官组织各地乡官下田学习耕种。他们学会了，再传授给农民，从而掀起了学习新技术、使用新工具的热潮。
在这些有力措施的保证下，疲惫不堪的农民得以在土地上辛勤耕作。流离失所的农民开始回归故里，抛荒的土地重新得到垦殖。官吏的剥削相对减轻，农民的生产积极性得到发挥，农产品开始小有蓄积。
因此，汉武帝对代田法和各种先进的农具高度赞扬。这使得汉武帝时期的农业生产，比汉初有了明显的发展。农业是汉王朝的主要生产部门，也是封建国家财政来源的基础。农业生产的发展，促进了手工业的发展和商业的繁荣。农工商贾各兴其业，使西汉的经济发展进入了鼎盛阶段。高度发展的经济，为汉武帝的政治、军事作为提供了雄厚的物质基础。
汉武帝时期农业生产突飞猛进地发展，是我国古代农业生产的一次革命，也是汉帝国强盛的基础。西汉劳动人民用他们的汗水和智慧，为建造汉帝国的强固基础，开凿了无数的磐石。