他首先需要解决土地严重兼并的问题，但不论何种解决方式，都必然会触犯地主、豪强的利益，为此必须进一步加强中央集权，以应对可能发生的叛乱。
在统一天下的过程中，光武帝为了笼络臣子，不得不给予丰厚的物质和土地赏赐。称帝初，他就封功劳最大的邓禹、吴汉等人为列侯，食邑达四个县，超过了西汉初年对萧何的封赏。平灭公孙述以后，他又大封功臣365人，外戚等45人——这都是无可奈何之举。
为了避免功臣坐大，光武帝采取了一系列措施以加强中央集权，首先是尽量不给功臣以实权，他们或者镇守边防，或者在朝中担任顾问，只有邓禹、贾复、李通等少数人得以进入权力中心。西汉初年功臣转为公卿大夫的局面，东汉肇建后并没有出现。
光武帝检讨西汉中后期的教训，对于外戚尽量给予优厚待遇，却不允许他们参与朝政，外戚授官最高就到九卿。在统一战争中，马援的功劳很大，但因身为外戚，明帝时建云台张挂28功臣图像，马援竟然不能列入。
在行政制度上，光武帝不设丞相，以三公(司徒、司空、太尉)平分相权，同时进一步采用汉武帝重用内朝官的方法，扩大尚书机构，正式称为“尚书台”，加重尚书的职权。三公任命官吏，全都必须经过尚书台的核准;国家大事常由尚书们商议决定，外朝官变成了纯粹的执行机构。尚书台的长官称为“尚书令”，副官为“尚书仆射”，下设六曹尚书——这是以后隋唐三省六部制的雏形。
尚书台虽然权力很大，但名义上不过是皇帝的秘书机构而已，尚书们的官职并不高，尚书令的俸禄是1千石，还不如一名郡太守，因此较易为皇帝所控制，很难擅权专政。然而这种行政制度，虽然表面上相权微弱，皇权强固，但在皇帝年幼无法主政，或者荒怠政务的时候，却很容易给外戚和宦官以可乘之机。东汉最终就是毁在外戚和宦官的抢权斗争中的。
地方行政方面，光武帝裁撤、合并了400多个县，把吏职裁去了十分之九，这样精简机构，有助于节省政府开支，提高行政效率。他还撤除了郡尉一职，由郡太守独掌民政和军政，各郡士兵一律复员，由既耕种也训练的民兵来代替。这样可以避免地方坐大，使军事调动和指挥权完全掌握在皇帝手中。
此外，汉武帝时代设置的监察机构“部”，到了光武帝时代逐渐演变为行政机构“州”。他把全中国分为13个州，州的长官称为刺史，刺史的主要职权虽然仍是考察各郡官吏的政绩，监视地方豪强，但可以不经上报中央就罢免地方官员，并且有了自己稳定的办公地点(治所)，不需要回归京城直接向皇帝禀报地方情况。到了东汉末年，州刺史更掌握了军权，称为“州牧”，成为滋生军阀割据的温床。
在思想意识方面，光武帝继续崇尚儒家学说，同时也把儒学进一步神学化。他原本就是个极度迷信的人，相信谶纬之学——谶即预言，纬是对儒家经学的迷信解释——于是便将谶纬之学和儒家经学结合起来。儒家经学主要分为今、古两个派别，今文经学家大多同时也是谶纬学家，古文经学家则多不相信那些迷信学说，光武帝就大力抬高前者，而压制后者。
谶纬之学以天命论为理论基础，被皇权利用以后，就宣扬皇帝享有天下乃是受命于天，是人力所不能动摇的——这是封建纲常理论的滥觞。此外，谶纬之学还和阴阳学家的五德学说相结合，称王朝兴替都合乎金、木、水、火、土五种自然道德，光武帝因此相信汉朝秉承了火德，为怕首都洛阳的“洛”字带水边，有所妨害，改名为“雒阳”。
对外关系方面，来自北方的大敌仍然是匈奴。匈奴自呼韩邪单于臣服于西汉以后，数十年间不再成为边患，直到王莽篡位，要改匈奴单于为“降奴服于”，遂使匈奴内部和中原敌对的势力逐渐占了上风。趁着天下大乱，匈奴的势力又有所恢复，东汉初期的很多割据势力也都勾结匈奴，以抬高自己的身份和实力。
卢芳于建武十三年(37)逃入匈奴，此后多次引导匈奴骑兵南下，侵扰上党、扶风、天水、上谷等郡。天下初定，东汉朝还没有实力大规模对外用兵，光武帝遂调动兵马，“固塞以拒匈奴”，也即采取消极防守策略。直到建武二十四年(48)，匈奴分为南、北二部，形势才开始发生变化。
匈奴首领原为呼韩邪之子舆，称呼都而尸道皋单于，他封自己的侄子、前代乌珠留单于之子比为右日逐王，管领南方八个部族和东面的乌桓族。呼都而尸道皋单于死后，传位于其子乌达鞮侯单于，乌达鞮侯单于死后，传位于其弟蒲奴单于。比期盼着单于的宝座能够落到自己头上，多次失望以后，遂暗中联络汉西河太守，请求内附。因为事机不密，消息泄露，比干脆率所部4、5万人归降了东汉朝。
建武二十四年(48)春，匈奴南方八部大人共立比为单于，因为比的祖父呼韩邪单于稽侯珊曾经归附西汉，所以他也自称为呼韩邪单于，匈奴正式分裂。光武帝闻讯大喜，于是重重封赏这个新的呼韩邪单于，还设置“使匈奴中郎将”一职，以监视之和保证联络，要他保障东汉朝北部边境，阻止北匈奴南下侵扰。
北匈奴蒲奴单于得到消息，大为恐慌，遂多次派遣使者到雒阳来请求和亲——北方边患至此基本停息。
南匈奴于建武二十六年(50)被允许迁居到西河美稷(今内蒙古伊盟东胜附近)一带，此后北地、朔方、五原等北方诸郡，到处都可以看到匈奴人的身影。这是匈奴族进入中原地区，和汉人杂居并逐渐融合的开端。
