参见：汉朝行政区划
一般认为九州是先秦时期的地理区划概念，漢代以前並沒有作為行政区划施行過，但它对后世中国的地方行政区划制度产生了深远影响，长期作为中国地方行政区划主体的“州”既是肇始于此。最早将九州概念运用到实际区划之中的是西汉的刺史部，其被认为是州制的最初形态。
《禹贡》九州、《职方》九州和汉代区划的關係
《尚书·禹贡》中的九州
《周礼·职方》中的九州
西汉司隶与十三刺史部
《十二州箴》中的十二州
东汉十三刺史部
冀州
冀州
冀州
冀州
冀州
幽州
幽州
幽州
幽州
并州
并州
并州
并州
雍州
雍州
朔方[c]
涼州[d]
雍州
涼州
司隶[e]
司隸
梁州
益州[f]
益州
益州
兗州
兗州
兗州
兗州
兗州
青州
青州
青州
青州
青州
徐州
徐州
徐州
徐州
揚州
揚州
揚州
揚州
揚州
交趾[g]
交州
交州
荊州
荊州
荊州
荊州
荊州
豫州
豫州
豫州
豫州
豫州
西汉区划
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参见：西汉行政区划
汉武帝时期划分的监察区“刺史部”是在先秦九州说的直接影响下形成的，《汉书·地理志》中更明确说明其主要依据了《禹贡》九州和《周礼》九州的：“至武帝攘卻胡、越，開地斥境，南置交阯，北置朔方之州，兼徐、梁、幽、并夏、周之制，改雍曰涼，改梁曰益，凡十三部置刺史。先王之跡既遠，地名又數改易，是以采獲舊聞，考跡詩書，推表山川，以綴禹貢、周官、春秋，下及戰國、秦、漢焉”[7]，將京畿地区之外的九州地域划分为十三個刺史部。
刺史部的名称虽然与九州之说存在关联，但其实际区划与《禹贡》和《职方》的九州州域存在若干不同。主要原因有：一、两种九州说原本就在州名和范围上存在不同；二、郡县制实施已久，刺史的监察对象是郡国守相，其辖区也必要需要以郡国为单位，而各郡国的辖区多因袭战国旧制而来，与九州州域并不关联；三、京畿地区设司隸校尉部由中央直辖，并不在十三刺史部范围内，司隸所辖七郡原分属“九州”中的冀、雍、豫三州[e]，必然影响黄河下游各刺史部的划分[7]。
《禹貢》和《職方》在描述九州时，提到很多山川、河流、湖泊等地理特征，而这些地理特征中，据统计有73个在《漢書·地理志》中也有对其位于哪个郡县有记载，因此也就可知其所在刺史部。冀州刺史部的“九州”地理特征多为《禹貢》冀州所有；《禹贡》九州并无并州，并州刺史部有载的“九州”地理特征主要在《職方》的并州，其次是冀州；兖州刺史部的为《禹貢》徐州與《職方》兖州，其區劃已超過《禹貢》兖州，而以《職方》兖州為依據；徐州刺史部的情況複雜，但來自《職方》青州較多；荊州刺史部的为《禹貢》與《職方》的荊州；揚州刺史部的为《職方》揚州為主；涼州刺史部的以《禹貢》雍州為主，其次是《禹貢》梁州與《職方》雍州；益州刺史部的多属于《禹貢》梁州[7]。
《汉书·地理志》中出现的《禹貢》和《職方》九州的地理特征
京畿/刺史部
涉及郡国
出现的《禹贡》地理特征(所属州域)
出现的《职方》地理特征(所属州域)
京畿
右内史
岐山（雍）
太華山（豫）、吳山（雍）、弦蒲藪（雍）、芮水（雍）
左内史
梁山（雍）、龍門山（冀/雍）、北條荊山（雍）
洛水（雍）
河東郡
析城山（冀）、王屋山（冀）、壺口山（冀/雍）
霍大山（冀）
河南郡
瀍水（豫）
圃田澤（豫）
弘農郡
澗水（豫）、雒水（豫）
不適用
冀州
常山郡
衞水（冀）、恆水（冀）
恆山（并）
鉅鹿郡
大陸澤（冀）
不適用
廣川國
絳水（冀）
不適用
幽州
涿郡
不適用
易水（并）
并州
上党郡
不適用
清漳水（冀）
代郡
不適用
滱河（并）、淶水（并）、虖池河（并）
太原郡
不適用
昭餘祁（并）、汾水（冀）
兖州
山阳郡
浮于淮、泗，通于河（徐）
大壄澤（兖）
济阴郡
陶丘（？[h]）、雷澤（兖）
不適用
泰山郡
蒙山（徐）
岱山（兖）、沂水（青）、甾水（幽）
豫州
颍川郡
不適用
潁水（荊）
梁国
盟諸澤（豫）
不適用
青州
千乘郡
不適用
时水（幽）
徐州
鲁国
不適用
泗水（青）
东海郡
羽山（徐）
不適用
琅琊郡
濰水（青）
奚養澤（幽）、術水（青）、濰水（兖）
荊州
南阳郡
桐柏大復山（豫）
淮水（青）
南郡
南條荊山（豫/荊）
雲夢澤（荊）
長沙國
衡山（荊）
衡山（荊）
扬州
會稽郡
不適用
具區澤（揚）、南江（揚）、江（揚）、會稽山（揚）
丹陽郡
不適用
中江（揚）
六安國
大別山（？[h]）
不適用
廬江郡
九江（荊）
不適用
豫章郡
彭蠡澤（揚）
不適用
凉州
安定郡
涇水（雍）
涇水（雍）
隴西郡
養水（雍）、鳥鼠同穴山（雍）、西頃山（梁）、嶓冢山（梁）
渭水（雍）
天水郡
朱圄山（雍？[i]）
不適用
益州
蜀郡
桓水（梁）、江沱（梁）、蒙山谿（梁）、岷山（梁）
不適用
武都郡
不適用
沮水（荊）
交趾
不適用
朔方
不適用
王莽改制的区划
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参见：新朝行政區劃
西汉末年，刺史的职权不断扩张，开始介入地方行政，从而多次出现将刺史改为州牧的现象。但刺史向州牧的转化并不是一蹴而就的，曾多次出现反复。无论是刺史变州牧，还是州牧变刺史，均不涉及辖区变化，也就是说监察区“刺史部”和行政区“州”是直接转换的，反映了两者在当时看来已经没有根本性差别[7]。
元始五年（公元5年），王莽主持进行了一次州制改革，提到当时十二个州的州名和辖区有很多不符合经典的地方，但考虑到汉朝的疆域远大于“二帝三王”时期的，因此九州的划分不能满足现实需求，应按照《尧典》的记载，使用十二州。此处的“十二州”之所以比十三刺史部少了一个，是因为朔方刺史部在元始元年到二年间已被省并入并州。此次改革虽未被明确记载，但一般认为揚雄的《十二州箴》反映王莽改革後的十二州，其于十三刺史部的差异主要在于京畿七郡分別被劃入雍、豫、冀三州，而并州轄下太原、上黨二郡被劃入冀州。[7]
王莽纂汉建立新朝之后，在很多领域均进行托古改制，始建国四年（公元12年）时曾下诏将全国按照《禹贡》划分为九州，但由于缺乏史料记载，具体改革措施不詳。[7]
东汉区划
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参见：东汉行政区划
东汉行政区划地图，深色表示东汉己開發區域
东汉建立后，光武帝刘秀将全国区划恢复为王莽掌权前的十三州制，而后于建武十一年（公元35年）将裁撤朔方牧，并入并州，建武十八年（公元42年），更将州牧改为刺史，各州重新成为刺史部。虽朔方刺史部被撤，但由于东汉的司隶校尉部已与地方刺史部差异不大，且常与各刺史部并列，因此全国仍为十三刺史部。
建安十八年（公元213年），东汉政府在曹操的主导下再次以《禹贡》九州为基础调整全国各個郡国所屬州域，将当时的十四州[j]歸併為九州，但益州並未恢復梁州舊名。此次改制的目的主要是希望通过扩大冀州刺史部的辖区，来增强身兼冀州牧的曹操的实力，由于当时的南方并不在曹操势力的控制之下，因此对交州的拆分不过是文字上的操作。[7]
東漢建安十八年的九州州域划分[Q]
九州
郡数
所辖的郡国
原属刺史部
冀州
32
魏郡、安平、鉅鹿、河间、清河、博陵、常山、趙國、勃海、甘陵
冀州
太原、上黨、西河、定襄、鴈門、雲中、五原、朔方
并州
涿郡、漁陽、廣陽、右北平、上谷、代郡、遼東、遼東屬國、遼西、玄菟、樂浪
幽州
河東、河內
司隶
平原
青州
兖州
8
陈留、东郡、东平、任城、泰山、济北、山阳、济阴
兖州
青州
5
齊國、北海、東萊、濟南、樂安
青州
徐州
8
下邳、廣陵、彭城、東海、琅邪、利城、城陽、東莞
徐州
扬州
6
九江、丹陽、廬江、會稽、吳郡、豫章
扬州
荆州
13
南陽、章陵、南郡、江夏、武陵、長沙、零陵、桂陽
荆州
蒼梧、南海、九真、交趾、日南
交州
豫州
8
潁川、陳國、汝南、沛國、梁國、魯國
豫州
河南、滎陽都尉[k]
司隸
益州
14
廣漢、漢中、巴郡、犍為、蜀郡、牂牁、越巂、益州、永昌、犍為屬國、蜀郡屬國、廣漢屬國
益州
鬱林、合浦
交州
雍州
22
弘農、京兆、左馮翊、右扶風
司隸
安定、隴西、漢陽、北地、武都、武威、金城、西平、西郡、張掖、張掖屬國、酒泉、敦煌、西海、漢興、永陽、東安南
凉州[j]
上郡
并州
州与星野
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参见：十二次和二十八星宿
“星野”说是在春秋战国时期通过整合天文学、地理学和占卜学理论创造的，通过将天文的二十八星宿和地理的九州诸国相联系，以日月星辰的变动来辨别各地吉凶的一种占卜方式。《史记》的《天官书》《封禅书》和《汉书》的《地理志》《天文志》《五行志》中均有记载[N]，对其发扬起了重要作用。星野之说从汉代兴盛开始，直到清代末年才开始没落[17]。下表罗列了《汉书·地理志》《汉书·天文志》和唐代《史记正义》所引《星经》的各分野与州名、国名对应关系：
二十八星宿
角宿
亢宿
氐宿
房宿
心宿
尾宿
箕宿
斗宿
牛宿
女宿
虚宿
危宿
室宿
壁宿
汉书
州名
兖州
豫州
幽州
扬州[l]
青州
并州
国名
韩地
宋地
燕地
吳地
粵地
齊地
衛地
星經
州名
兖州
豫州
幽州
扬州
青州
并州
国名
鄭
宋
燕
吳、越
齊
衞
二十八星宿
奎宿
娄宿
胃宿
昴宿
毕宿
觜宿
参宿
井宿
鬼宿
柳宿
星宿
张宿
翼宿
轸宿
汉书
州名
徐州
冀州
益州
雍州
三河[m]
荊州
国名
魯地
/[n]
趙地
魏地
秦地
周地
楚地
星經
州名
徐州
冀州
益州
雍州
三河
荊州
国名
魯
趙
魏
秦
周
楚
《汉书》和《星經》均将益州分野對應“魏地”，但巴蜀地區所属的益州（梁州）天文分野也可以被视为益州分野[R][S]，而《华阳国志·巴志》則將巴蜀地區併入雍州的分野“舆鬼、东井”[J]。