《汉书》的史料十分丰富翔实，书中所记载的时代与《史记》有交叉，汉武帝中期以前的西汉历史，两书都有记述。《汉书》的这一部分，多用《史记》旧文，但由于作者思想的差异和材料取舍标准不尽相同，移用时也有增删改动。
汉武帝以后的史事，除吸收了班彪遗书和当时十几家读《史记》书的资料外，还采用了大量的诏令、奏议、诗赋、类似起居注的《汉著记》、天文历法书，以及班氏父子的“耳闻”。不少原始史料，班固都是全文录入书中，因此比《史记》更显得有史料价值。
纪
《汉书》中的“纪”共十二篇，是从汉高祖至平帝的编年大事记。虽写法与《史记》略同，但不称本纪，如《高帝纪》、《武帝纪》及《平帝纪》等。由于《汉书》始记汉高祖立国元年，故将本在《史记》本纪中的人物如项羽等，改置入传中；又由东汉不承认王莽之政权，故将王莽置于传中，贬于传末。卷一上 高帝纪第一上（汉高祖刘邦）
卷一下 高帝纪第一下（汉高祖刘邦）
卷二 惠帝纪第二（汉惠帝刘盈）
卷三 高后纪第三（汉高后吕雉，汉少帝刘恭，汉少帝刘弘）
卷四 文帝纪第四（汉文帝刘恒）
卷五 景帝纪第五（汉景帝刘启）
卷六 武帝纪第六（汉武帝刘彻）
卷七 昭帝纪第七（汉昭帝刘弗陵）
卷八 宣帝纪第八（汉宣帝刘询）
卷九 元帝纪第九（汉元帝刘奭）
卷十 成帝纪第十（汉成帝刘骜）
卷十一 哀帝纪第十一（汉哀帝刘欣）
卷十二 平帝纪第十二（汉平帝刘衎）
表
《汉书》中的“表”共八篇，多依《史记》旧表而新增汉武帝以后之沿革。前六篇的记载包括汉初同姓诸侯之《诸侯王表》，异姓诸王之《异姓诸侯王表》，高祖至成帝之《功臣年表》等，藉记录统治阶层来达到尊汉的目的。后二篇为《汉书》所增，包括《百官公卿表》和《古今人表》，其中《古今人表》一门，班固把历史的著名人物，以儒家思想为标准，分为四类九等，表列出来；《百官公卿表》则详细介绍了秦汉之官制。卷十三 异姓诸侯王表第一（刘氏以外诸侯王）
卷十四 诸侯王表第二（刘氏诸侯王）
卷十五上 王子侯表第三上
卷十五下 王子侯表第三下
卷十六 高惠高后文功臣表第四
卷十七 景武昭宣元成功臣表第五
卷十八 外戚恩泽侯表第六
卷十九上 百官公卿表第七上
卷十九下 百官公卿表第七下
卷二十 古今人表第八
志
《汉书》中的“志”共分十篇，是专记典章制度的兴废治革。由于《汉书》已用“书”为大题，为免混淆，故改“书”为“志”。《汉书》十“志”，是在《史记》八“书”的基础上加以发展而成的：并《史记》的“礼书”、“乐书”为“礼乐志”，“律书”、“历书”为“律历志”；改“天官书”为“天文志”，“封禅书”为“郊祀志”，“河渠书”为“沟洫志”，“平准书”为“食货志”。又新增刑法、五行、艺文、地理四志。其中如《地理志》详述战国、秦、汉之领土疆域、建置沿革、封建世系、形势风俗及高门大族与帝王之奢靡等。《五行志》集有关五行灾异之说而编成。但从另一角度看，却保存了大量的自然史资料。《天文志》则保存上古至哀帝元寿年间大量有关星运、日月蚀等天文资料。《刑法志》则概述上古至汉之刑法及点出文、景用刑之重，更指出武帝进用酷吏而导致之恶果。《食货志》则详述上古至汉代之经济发展。《沟洫志》则言上古至汉之水利工程，并言治河之策。各志内容多贯通古今，而不专叙假述西汉一代事迹。
卷二十一上 律历志第一上（邓平的“太初历”）
卷二十一下 律历志第一下（刘歆的“三统历”）
卷二十二 礼乐志第二
卷二十三 刑法志第三
卷二十四上 食货志第四上
卷二十四下 食货志第四下
卷二十五上 郊祀志第五上
卷二十五下 郊祀志第五下
卷二十六 天文志第六
卷二十七上 五行志第七上
卷二十七中上 五行志第七中之上
卷二十七中下 五行志第七中之下
卷二十七下上 五行志第七下之上
卷二十七下下 五行志第七下之下
卷二十八上 地理志第八上
卷二十八下 地理志第八下
卷二十九 沟洫志第九
卷三十 艺文志第十（根据刘向的《别录》、刘歆的《七略》写成）
传
至于《汉书》中的“列传”共七十篇，仍依《史记》之法，以公卿将相为列传，亦以时代之顺序为主，先专传，次类传，再次为边疆各族传和外国传，最后以乱臣贼子王莽传居末，体统分明。至于传的篇名，除诸侯王传外，一律均以姓或姓名标题。《汉书》列传于文学之士的传中，多载其人有关学术、政治的文字，如《贾谊传》载《治安策》；《公孙弘传》载《贤良策》等，此皆《史记》没有收录的。而列传中的类传有《儒林》、《循吏》、《游侠》、《酷吏》等，此外又新增《外戚列传》、《皇后列传》、《宗室列传》，此亦为《史记》所没有的。在四裔方面，有《匈奴》、《西南夷两粤朝鲜》、《西域》等三传。“列传”最后一篇是《叙传》，述其写作动机、编纂、凡例等。又“列传”各篇后均附以“赞”，说明作者对人或事的批评或见解。“列传”以记载西汉一代为主。“列传”各篇后均附以“赞”，即仿《史记》篇末“太史公曰”的体例。此外，又仿“太史公自序”之意，作“叙传”，述其写作动机、编纂、凡例等。卷三十一 陈胜项籍传第一（陈胜，项籍）
卷三十二 张耳陈馀传第二（张耳，陈余）
卷三十三 魏豹田儋韩王信传第三（魏豹，田儋，韩王信）
卷三十四 韩彭英卢吴传第四（韩信，彭越，黥布，卢绾，吴芮）
卷三十五 荆燕吴传第五（荆王刘贾，燕王刘泽，吴王刘濞）
卷三十六 楚元王传第六（楚元王刘交，刘向，刘歆）
卷三十七 季布栾布田叔传第七（季布，栾布，田叔）
卷三十八 高五王传第八（刘肥，刘如意，刘友，刘恢，刘建）
卷三十九 萧何曹参传第九（萧何，曹参）
卷四十 张陈王周传第十（张良，陈平，王陵，周勃）
卷四十一 樊郦滕灌傅靳周传第十一（樊哙，郦商，夏侯婴，灌婴）
卷四十二 张周赵任申屠传第十二（张苍，周昌，赵尧，任敖，申屠嘉）
卷四十三 郦陆朱刘叔孙传第十三（陆贾，朱建，刘敬，叔孙通）
卷四十四 淮南衡山济北王传第十四（淮南厉王刘长，衡山王刘赐，济北贞王刘勃）
卷四十五 蒯伍江息夫传第十五（蒯通，伍被，江充，息夫躬）
卷四十六 万石卫直周张传第十六（石奋，卫绾，直不疑，周仁，张欧）
卷四十七 文三王传第十七（梁孝王刘武，代孝王刘参，梁怀王刘揖）
卷四十八 贾谊传第十八（贾谊）
卷四十九 爰盎晁错传第十九（袁盎，晁错）
卷五十 张冯汲郑传第二十（张释之，冯唐，汲黯，郑当时）
卷五十一 贾邹枚路传第二十一（贾山，邹阳，枚乘，路温舒）
卷五十二 窦田灌韩传第二十二（窦婴，田蚡，灌夫，韩安国）
卷五十三 景十三王传第二十三（临江闵王刘荣，河间献王刘德，临江哀王刘阏，鲁共王刘馀，江都易王刘非，
胶西于王刘端，赵敬肃王刘彭祖，中山靖王刘胜，长沙定王刘发，广川惠王刘越，
胶东康王刘寄，清河哀王刘乘，常山宪王刘舜）
卷五十四 李广苏建传第二十四（李广，苏建）
卷五十五 卫青霍去病传第二十五（卫青，霍去病）
卷五十六 董仲舒传第二十六（董仲舒）
卷五十七上 司马相如传第二十七上（司马相如）
卷五十七下 司马相如传第二十七下（司马相如）
卷五十八 公孙弘卜式儿宽传第二十八（公孙弘，卜式，儿宽）
卷五十九 张汤传第二十九（张汤）
卷六十 杜周传第三十（杜周）
卷六十一 张骞李广利传第三十一（张骞，李广利）
卷六十二 司马迁传第三十二（司马迁）
卷六十三 武五子传第三十三（戻太子刘据）
卷六十四上 严朱吾丘主父徐严终王贾传第三十四上（严助，朱买臣，吾丘寿王，主父偃，徐乐，严安，终军，王褒，贾捐之）
卷六十四下 严硃吾丘主父徐严终王贾传第三十四下
卷六十五 东方朔传第三十五（东方朔）
卷六十六 公孙刘田王杨蔡陈郑传第三十六（公孙贺，刘屈牦，田千秋，王?，杨敞，蔡义，陈万年，郑弘）
卷六十七 杨胡朱梅云传第三十七（杨王孙，胡建，朱云，梅福）
卷六十八 霍光金日磾传第三十八（霍光，金日磾）
卷六十九 赵充国辛庆忌传第三十九（赵充国，辛庆忌）
卷七十 傅常郑甘陈段传第四十（傅介子，常惠，郑吉，甘延寿，陈汤，段会宗）
卷七十一 隽疏于薛平彭传第四十一（隽不疑，疏广，于定国，薛广德，平当，彭宣）
卷七十二 王贡两龚鲍传第四十二（王吉，贡禹，龚胜，龚舍，鲍宣）
卷七十三 韦贤传第四十三（韦贤）
卷七十四 魏相丙吉传第四十四（魏相，丙吉）
卷七十五 眭两夏侯京翼李传第四十五（眭弘，夏侯始昌，夏侯胜，京房，翼奉，李寻）
卷七十六 赵尹韩张两王传第四十六（赵广汉，尹翁归，韩延寿，张敞，王尊，王章）
卷七十七 盖诸葛刘郑孙毋将何传第四十七（盖宽饶，诸葛丰，刘辅，郑崇，孙宝，毋将隆，何并）
卷七十八 萧望之传第四十八（萧望之）
卷七十九 冯奉世传第四十九（冯奉世）
卷八十 宣元六王传第五十（淮阳宪王刘钦，楚孝王刘嚣，东平思王刘宇，中山哀王刘竟，定陶共王刘康，中山孝王刘兴）
卷八十一 匡张孔马传第五十一（匡衡，张禹，孔光，马宫）
卷八十二 王商史丹傅喜传第五十二（王商，史丹，傅喜）
卷八十三 薛宣朱博传第五十三（薛宣，朱博）
卷八十四 翟方进传第五十四（翟方进）
卷八十五 谷永杜邺传第五十五（谷永，杜邺）
卷八十六 何武王嘉师丹传第五十六（何武，王嘉，师丹）
卷八十七上 扬雄传第五十七上（扬雄）
卷八十七下 扬雄传第五十七下（扬雄）
卷八十八 儒林传第五十八
卷八十九 循吏传第五十九
卷九十 酷吏传第六十
卷九十一 货殖传第六十一
卷九十二 游侠传第六十二
卷九十三 佞幸传第六十三
卷九十四上 匈奴传第六十四上（匈奴）
卷九十四下 匈奴传第六十四下（匈奴）
卷九十五 西南夷两粤朝鲜传第六十五（南越，卫氏朝鲜）
卷九十六上 西域传第六十六上（西域）
卷九十六下 西域传第六十六下（西域）
卷九十七上 外戚传第六十七上（外戚）
卷九十七下 外戚传第六十七下（外戚）
卷九十八 元后传第六十八（王政君）
卷九十九上 王莽传第六十九上（王莽）
卷九十九中 王莽传第六十九中（王莽）
卷九十九下 王莽传第六十九下（王莽）
卷一百上 叙传第七十上（班家历史，班固序文）
卷一百下 叙传第七十下（班家历史，班固序文）