秦王朝在确立皇帝尊号的同时，还总结了战国以来各国的官僚制度，建立起了一套适应封建统一国家需要的中央政府机构，这就是三公九卿制度。
三公即丞相、太尉、御史大夫。
九卿即奉常、廷尉、治粟内史、典客、郎中令、少府、卫尉、太仆、宗正。
据史料记载，三公九卿制最早用于夏朝，《礼记》：“夏后氏官百，天子有三公、九卿、二十七大夫、八十一元士。”“设四辅及三公，不必备，惟其人。言使能也。”)，殷亦三公九卿，(伊尹曰：“三公调阴阳，九卿通寒暑。”)。周以太师、太傅、太保为三公(《通典·职官一》)，也有的说三公为司马、司空、司徒(《韩诗外传》曰：“三公之得者何?曰司马、司空、司徒也。司马主天，司空主土，司徒主人)，以少师、少傅、少保、冢宰、司徒、宗伯、司马、司寇、司空为九卿。
三公的职责分别为：
丞相：最高行政长官，辅助皇帝处理政务，是皇帝的助手，同时负责对文武百官的管理，从秦开始，丞相正式成为官职，为中央政府中皇帝之下的最高长官。
太尉：最高军政长官，协助皇帝掌管全国军队，负责管理全国军事事务，但他平时没有军权，战时也要听从皇帝的命令，而且要有皇帝的符节才能调动军队，军权实际上也是掌握在皇帝手里。
御史大夫：其地位相当于副丞相，主要职责是管理图籍、奏章，监察文武百官，是皇帝的耳目。
御史大夫下设御史中丞，掌管图书秘籍，同时监察文武官吏;侍御史，掌管文书;监御史，中央派到地方各郡负责监督郡守的御史。
三公之间互不统属，直接隶属于皇帝，便于皇权集中。
三公之下还设有九卿，九卿是指古时中央政府的多个高级官员，指官位很高的人，秦汉时期的卿，不一定是九个人，九卿的职责分别为：
奉常：掌管宗庙礼仪，地位很高，属九卿之首;
廷尉：掌管司法审判;
郎中令：掌管宫殿警卫;
卫尉：掌管宫门警卫;
太仆：掌管宫廷御马和国家马政;
典客：掌管外交和民族事务;
宗正：掌管皇族、宗室事务;
治粟内史：掌管租税钱谷和财政收支;
少府：掌管专供皇室需用的山海池泽之税及官府手工业。
秦朝时期，无论三公，还是九卿，均由皇帝任免调动，一律不得世袭。