研究汉代壁画，必须与汉墓联系在一起，一是汉代的墓室壁画有一定的说教意义，它以通俗易懂的画面指导人们辨别是非；二是因为墓室壁画有一定的纪念意义，有一些重要题材是反映墓主人的生前生活的；三是因为汉代尚厚葬，墓室壁画的艺术风格基本上能反映出现实生活中的绘画水平；再就是通过研究墓室壁画，并与墓室中的其他文物，如帛画、玉器、漆器等相比较，能完整地对汉代壁画风格有所认识。
壁画附着于建筑，两汉建筑不可能保留至今，所以我们能够看到的，都是墓室壁画。
汉代墓室壁画在形式和发展过程当中，受到了中国早期思想和信仰的影响，形成了系统的丧葬观念和壁画图式系统。所谓的思想观念主要是指先秦两汉的灵魂观念、道家思想、神仙崇拜、阴阳五行、天人合一等思想内涵。汉代以前的墓室壁画目前只有三例：一是陕西扶风杨家堡四号西周墓，内有菱形格纹装饰图案的痕迹；二是河南洛阳西郊一号墓（战国时期），四壁绘有宽带线纹；三是湖北江陵天星观一号楚墓，墓椁上饰有多种图案，色彩有红、黄、蓝、金，富丽堂皇。墓室壁画的出现要晚于地表建筑壁画，其绘画风格和形象状态都多多少少地受到了宫殿或庙堂壁画的影响。墓室壁画初始于战国时期，汉代在此基础上不断发展并走向完善，前后的承袭关系一脉相承，有明显的走向脉络。这种关系可以从同时期的漆画、帛画、织物以及铜器上看得出来，也足以填补壁画史上这段缺少实物的空白。
汉代的墓葬壁画，大致可以分成西汉前期的初步阶段，西汉中、后期的成熟阶段以及东汉时期的丰富阶段。到目前为止，西汉有壁画的墓穴被发现有两座：一是广州象岗山的南越王墓，二是河南永城芒山柿园的梁王墓。二者都是当时诸侯级的大官僚，所以比较有代表性。
河南梁王墓的壁画位于壁面和顶部，有龙、虎、朱雀、瑞兽、云气以及几何图案等内容，初步具备了描绘仙界天堂的要素。壁画形象在构图、造型以及色彩处理上突出装饰风格，山峦、云气、植物的处理趋于符号化、图案化。
西汉中、后期的墓室壁画逐步成熟、定型，从已发现的洛阳卜千秋墓、洛阳“八里台”墓、西安曲江池一号墓等墓室壁画来看，主要以表现引魂升天、仙界天堂、镇墓辟邪、历史故事等内容为主。其技法是在涂有白粉的墓砖上先用墨线勾画轮廓，再平涂设色，然后勾勒局部形象，常见的颜色有朱、紫、绿、黄、黑、赭石等。河南烧沟61号西汉墓的壁画比较有代表性，墓中采用壁画、浮雕、透雕加彩绘相结合等多种手法，表现形式多种多样。
东汉时期的墓室壁画进一步丰富并延续发展，从整体上看，这一时期的墓室规模都不太大，以砖、石混筑结构为主，砖仍为空心砖。比较有名的、并有壁画遗存下来的墓室主要有：偃师辛村壁画墓、陕西千阳壁画墓、山西平陆枣园村壁画墓、甘肃武威五坝山壁画墓等等。河南洛阳地区依然是这个时期墓室壁画的创作中心，不同的墓葬有不同的壁画配置。除延续上期的基本形式，出现了预先绘制于空心砖上，然后嵌砌于墓壁的小型壁画，有一砖一画的，也有多砖一画的，还有绘与塑相结合的画面。
这一时期的壁画内容题材更加广阔，是从先秦以来，在象征寓意、系统规范方面都达到了一个高峰阶段。洛阳地区的墓室壁画在绘画水平上都远高于其他地区，代表着这一时期的主流风格。辛村壁画墓为斜坡脊顶空心砖结构，在常见的天堂仙界、镇墓辟邪的内容以外，耳室旁还绘有门吏。色彩浓重、沉稳，造型严整、规范，对称和谐。
在中原地区以外，比较偏远的地区也有汉代壁画发现，有代表性的一是甘肃武威五坝山东汉壁画墓，二是辽宁金县营城子东汉壁画。这些墓室壁画在风格上既有中原地区的特点，也表现出某些变异独创的因素。这种现象一方面起因于与中原地区的文化交流，也有中原戍边充塞的官僚所带来的。
墓室壁画有它特殊的目的性，并不像一些美术理论家们一味赞扬的那么好，其装饰性同时也充满了迷信和压抑。装饰性壁画在两汉时期被广泛绘制，殿堂、住宅等建筑上都有，其主要的造型语言和题材内容都不可见，这是个憾事。汉墓壁画在东北、内蒙一带有多处发现，河北、河南、甘肃、山东、山西等地也有一些壁画被陆续发现，这些壁画普遍场面较大，内容也很丰富，以表现墓主人的生活场景为多，有多处墓室中都有车马出行的场景；在墓室中绘画门卫、仆从的形象也比较多见，希望墓主人在阴间能继续得到仆人的服侍。河南密县汉墓、内蒙和林格尔汉墓中都有“百戏图”内容的壁画，有欣赏者、表演者，一边宴饮，一边表演跳丸、倒立、飞剑等百戏节目，场面宏大、人物众多、构图饱满；画面细致，人物衣饰、饮食餐具都一一刻画清楚；表演者姿态各异，色彩不同，活泼而有序。内蒙和林格尔东汉乌桓校尉墓的壁画，有数百人物组成浩大的“出行图”，各种级别、各种装扮的兵士，显示出墓主人生前的气势；画中还绘有殿堂屋宇，城郭森严。整个画面构图大气，用笔奔放。
历史故事也是汉代壁画所表现的一个重要内容。河南洛阳汉墓中有“鸿门宴”故事，洛阳卜千秋墓壁画有人手鸟身的仙人，洛阳老城汉墓画了春秋时期发生的“二桃杀三士”故事等等。
此外，汉代壁画还有描写日常生活，如厨房劳动、汲水洗涤、收拾鸡鸭、处理鱼肉等场面；画鬼绘神，也是汉代壁画中常见的内容，如“四神”、“伏羲、女娲”等等，与当时的画像石的风格比较一致。
汉代壁画以线描染色技法为主，也有没骨画法。前一种画法与楚墓帛画有承继关系，但在衣纹勾勒、细部结构描绘等方面有了很大改进，技术上有很大进步；设色以平涂为主，用色也更加丰富而变化多端，红、黄、绿、青、紫、黑、白、赭石交替使用；勾线填色的画法对魏晋南北朝时期的人物画有直接影响。另外一种被人们长期忽视的壁画形式当属“画像石”和“画像砖”，有的以浮雕形式出现，有的以绘画形式出现，但从艺术语言上讲，都应归于壁画一类。
画像石是古代门楣、石窟、祠堂、墓室、棺椁等的石刻装饰画。汉代最为盛行，魏晋南北朝及唐代也不乏优秀作品。内容有历史故事、神仙云气、社会生活、生产场景等等。表现手法上分为阴刻、线刻、阳刻等。山东、河南、四川等地分布比较集中。孝堂山画像石雕群位于山东长清县孝堂山顶，为东汉时期的石刻壁画珍品，为东汉章帝、和帝时期墓地祠堂壁画。祠内东、西、北三壁和隔梁石上共36组画面，主要纳入祠主人的生活场景，如车骑出行、庖厨宴饮、狩猎百戏等等。在横贯三壁的画像下面注有“三千石出行图”，表明祠主人的官职。雕刻技法以阴线线刻为主，线条洗练，疏密有致，形象简朴。山东的另外一处著名画像石出自嘉祥宋山，共有9块，1978年出土。这批画像石雕刻精细、形象生动，全部采用浅铲地阳刻技法，局部以线刻手法使整个画面既有大关系方面的整体感，又有细部的刻画，其艺术价值很高。江苏徐州画像石可分前后两期，前期为东汉早、中期；后期为东汉晚期。画像内容可分四类：1.表现生产活动的纺织、牛耕等画像；2.反映墓主人生前生活场面，如宴饮、出行等；3.神仙、动物、东王公、西王母、神话故事等；4.孔子、老子、周公等人物的历史故事。相对来看，早期画像比较简单；晚期作品人物较多，构图复杂，反映出石刻壁画走向成熟。河南洛阳的画像石以装饰墓室的门、立柱和壁面为主。内容丰富，以动物为多。南阳汉代画像石以浮雕为特点，外轮廓用铲地法使其凸起，用阴刻线条刻画出动物的结构。造型粗犷、技法古拙，神态刚劲有力。陕北地区东汉画像石分布于绥德、米脂、榆林等地，目前所发现的大量画像石，风格接近，内容雷同，基本材料证明它们都是和帝、安帝时期的作品。所反映的内容一般包括：耕织狩猎、宴饮乐舞、神话故事、历史故事、日月天象、卷草云纹组成的二方连续等。在技法上略有不同的是，不再用阴刻线条刻画细部，而代之以朱色或黑色勾线描画。画面构图明朗，形象的外轮廓清晰，拓片如剪纸的效果。四川郫县在1972年发现了画面极为精美的“满衍角抵和水嬉画像石”，上排人物均戴假面作戏，动作夸张而优美，下排人物在船上和水中嬉戏，船周围有鱼、蛇、鸟等动物，场面热闹而不混乱。