西漢初年，漢帝國受匈奴壓迫，但經漢武帝雙管齊下，一面征討匈奴，一面派遣張騫出使聯絡西域各國，斷匈奴右臂，匈奴逐漸衰弱，最後更臣服於漢。張騫的出使，亦促成西域各國對漢朝的嚮慕，加速了中西文化交流。
張騫是中國歷史上第一位探險者，他的出使象徵著漢族向西域的首次探索，同時代的史家司馬遷稱此舉為「鑿空」。張騫兩度出使西域，雖然未完成聯絡大月氏及烏孫的使命，卻使漢朝能夠更了解西域國情，與諸國建立友好關係，對中西文化交流有重要影響。另一方面，張騫出使前，中國與西域可能已存在小規模的交通關係，但張騫兩次出使，有意識、有計劃地要打通西域，與前此因易或民族遷移造成的中西交通，意義不同。張騫出使後，西域在中國人的心目中，不論政治或文化上，才佔有一席位，例如《史記‧大宛列傳》和《漢書‧西域傳》詳細記載西域文物，可能是司馬遷直接根據張騫的報告而寫的。此外，張騫出使以後，漢武帝更積極經營西域，中西交通大為開展。《漢書‧西域傳》說︰「不絕於時日，商胡販客，日款於塞下。」漢朝的國威，亦由此遠揚。北宋朱彧《萍州可談》卷二十說︰「漢威令行於西北，故西北呼中國為漢。」可見張騫通西域，對開展中國與西域間的關係深遠意義。
世界聞名的「絲綢之路」，是由張騫開拓出來的。張騫通西域開拓了敦煌道，自敦煌出發，西向分南、北兩道，越蔥嶺後，可達大宛、康居，南可至大月氏、身毒，稱「絲綢之路」。西漢初年，滇、黔等國，皆未內附。漢武帝雖曾開發西南夷，後來卻因為耗費大而終止。張騫回國後，向漢武帝提及蜀布、邛竹，武帝知道西域有通往南夷的道路，於是接納張騫的建議，開拓往來中國西南與印度，大月氏間的交通，結果打通了交廣道及永昌道，成為內地接駁印度與中南半島各國的主命脈。
張騫鑿空「絲綢之路」後，絲綢成為中西貿易的橋樑，遠在歐洲的大秦及中亞的空息，都是中國絲綢的主要顧客。據學者陳竺同研究，天山南路主要的貿易是東運而西的華絲，天山北路則是西運而東的貂皮。此外，石榴、胡豆、天馬、葡萄等西域物產，也是在中國互市，誠如《漢書‧西域傳》「贊」中班固說︰「殊方異物，四面而至。」正好反映張騫通西域後中西貿易的暢通。
從世界史的角度看，張騫通西域是東方和西方文化第一次全面接觸。因為在張騫出使前，希臘阿歷山大大帝東征，止於印度西部。他去世後，龐大的帝國分裂，中亞及西亞各地，陸續建立了許多具有希臘、羅馬、安息、印度色彩的國家。這些國家的文化，經張騫及其後的使節往來，傳入中國。張騫的出使，促進了東西文化交流，例如各地物產、絲綢、開井法、紙張、醫藥、貨幣和鐵器鑄造技術等也傳入西域。其中開井和鑄鐵技術更大大提高了西域地區的生產和防衛力量。另一方面，西域諸國君長紛紛派使節及王子東來，學習中國的政教，他們把中國文化傳回本國，使西域日漸繁華。例如宣帝元康元年，龜茲王、烏公主入朝，《漢書‧西域傳》記載︰「皆賜印綬……歸其國後，治宮室，作徼道周衛，出入傳呼，撞鐘，如漢家儀。」可見西域諸國，在禮儀和政教方面，都受漢文化影響。
此外，影響中國至今的佛教，也是在漢代傳入中國。佛教源於印度，張騫通西域後，開拓了中國與中亞及印度間的交通，西域不繼派遣使節東來，印度、大月氏等地的高僧亦相繼來華，佛教於是從中亞的大月氏傳入中國。《三國志‧魏志》記載︰「共漢哀帝元壽年博士弟子秦景憲受大月氏使者伊存口授《浮屠經》……。」佛教逐漸在中國流傳後，對中國的思想、文、雕刻、繪晝、音樂及日常生活都有很大影響。
張騫兩次出使西域，為漢武帝用兵西域創造了條件。張騫的外交使命雖然失敗，但他把在西域的見聞向漢武帝報告，使漢朝對西域的地理環境，水草分佈和風土人情有所了解。《漢書‧西域傳》說︰「孝武之世，圖制匈奴，患其兼從西國，結實南羌，乃表河西，列四郡，開玉門，通西域……以斷匈奴右臂，隔絕南羌、月氏、單于失援，由是遠遁，而幕（漠）南無王庭。」可見漢廷根據張騫的報告，決定了征討匈奴的政策，最後把匈奴擊潰，使匈奴臣服於漢。此外，張騫又憑藉他對西域水草及地理形勢的了解，在元朔、元狩年間，隨衛青、李廣征討匈奴。元朔五年，衛青大敗匈奴，與漢軍能夠掌握軍事地理知識有一定關係，張騫的功勞確不少。
總括而言，張騫聯絡大月氏、烏孫等西域各國以切斷匈奴右臂的任務雖然失敗，但他對拓展絲路，促進貿易及助破匈奴等各方面卻帶來不少正面影響。其中最為重要的是促進了中西文化交流，西方輸入的文化，擴大了中華文化的內涵，對後世影響至為深遠。
