秦朝的中央机构被称为“三公九卿”，其中“三公”是指丞相、御史大夫和太尉。秦朝之前，三公是司马、司徒、司空，分别负者军事、政务和工程建设，又有说法是太师、太傅、太保为三公。战国时代，以五官为首的贵族世官体系走向瓦解，取而代之的是以丞相为首的官僚体系开始建立。秦朝建立后，这一套新的制度得到了正式确立。
丞相一职，来源于“相”，也就是辅佐的意思。不过在战国之前，相还并非是正式的官职名称。公元前309年，秦武王开始任命甘茂、为左右丞相，一人掌管军务，一人掌管政务，这标志着丞相开始成为正式的官职。丞相是百官之首，位高而权重。秦始皇亲政之后，便对相权进行了制约。在军事方面，秦始皇以太尉掌管军务，也就剥夺了丞相的军事权；在政务上，秦始皇掌握着最高的决定权，丞相成为了一个执行机构。根据《史记》的记载，秦朝历史上先后有王绾、李斯、赵高等担任过丞相一职。
秦朝名相——李斯
秦始皇是一个精力旺盛的人，《史记》记载他每天要看的奏章重量有120斤（当时的奏章写在竹简之上，且当时的一斤相当于现在的半斤），根据现代人的推算，其字数应当在4万字以上。其中可能有夸大的成分，但以可以说明秦始皇可谓是日理万机。秦始皇如此勤政，那么丞相的权力也就自然得到了限制。
秦始皇
另外秦始皇在平时也在刻意观察丞相的行为。公元前212年，秦始皇在梁山宫山上看到丞相的车马众多，表现除了不善之意。随后有人将此消息透露给了丞相，丞相便刻意减少了车马。秦始皇得知后便大怒，便捕杀了当时在场的所有人。此后无人知道秦始皇的行踪。从这些现象可以得知，君权和相权有着深层次的矛盾：国家制度的运行必须依赖于助理万机的丞相，不然皇帝一人是无法完成巨大的工作量的，然而皇帝又担心丞相的权力过大，因而时刻堤防。
秦朝书简
三公之中，另外一位非常重要的官职是御史大夫。御史在西周时期隶属于太史寮，是君主的秘书机构。其中的官员有太史、内史、外史等，其机构的主要职能有四：一，管理国家的典章图册，包括国家律令；二，负责起草诏令；三，记录宫中大事件；四，向君主提出谏议。其中御史负责掌管别国使臣献国书，记录两君相会之事。
由于御史和君主的关系最为密切，因此御史的地位在秦朝建立后得到了空前的提高。御史大夫不仅从太史寮机构中独立而出，还从一个秘书机构上升成为了国家正式机关，其地位仅次于左右丞相的官职，被称为“副丞相”。
御史原本是皇帝身边的文书小吏，因为皇帝政务繁多，因此不得不依靠其来帮助处理政务，因而其地位也就得到了提高。在秦朝历史上，曾有许多重要的事件有御史大夫的参与。在秦朝担任过御史大夫的人员有冯劫、张苍等。
御史大夫的职责主要在于制定律令、起草诏命文书；监察百官，负责全国司法审核等。地方向朝廷上书的文件，一律要经过御史的审核。根据《云梦秦简》的记载，每年廷尉都要到御史府核对刑律。在《秦始皇本纪》中，有御史大夫审问的大事件就有在“焚书坑儒”前在咸阳审问诸生；追查公元前211年的石陨石铭文“始皇帝死而地分”事件等。御史大夫下设御史中丞，驻在宫中；侍御史，负责监察百官和弹劾宫中人物；监御史，负责监察地方郡县官员。
秦朝建立之前，秦国的军武也由丞相来负者，秦国最早的两位丞相——甘茂和樗（chū）里疾就曾先后领兵东征。秦王亲政后，将军务收归在己，并设立太尉来帮忙处理军务。秦朝历史上著名的太尉有屠睢、斯离等。
屠睢
秦朝的有关于军事、治安方面的官职一般都带有“尉”字。在郡有郡尉，县有县尉，守卫宫门的叫卫尉，负责首都治安的叫中尉，而总理全国军务和治安的就因当时太尉。郡尉、县尉等都不是由郡守、县令掌管，而是直接对上级负责。而秦始皇贪恋权势，并不会将全国军务委任给太尉一人，而太尉在多数情况下没有调兵之权。
从战国以来，各国的军权都牢牢掌握在了国君的手中，国君通过虎符来调动军队。虎符是形状像虎型，制成两半，右半由国君掌握，左半在将领手中。如需要调动军队，必须持有左右两个虎符。虎符必须专符专用，一地一符，也就是一个虎符只能调动一个地方的军队。目前出土发现最早的虎符均是秦朝时期的，共三件，分别是新郭虎符、杜虎符、阳陵虎符。杜虎符上有铭文，上面规定除了边防紧急事件之外，调动五十人以上的甲士则需要左右虎符。
“兵甲之符，右在君，左在杜，凡兴土披甲，用兵五十人以上，必会君符，乃敢行之，燔隧之事，虽毋会符，行也。”——杜虎符
秦朝杜虎符
历史上记载的唯一一次秦朝太尉领兵出征的大事件是屠睢率领50万大军南征百越。除了太尉之外，秦朝的大将军也是十分关键的军务职位。战国末年到秦朝，秦国的著名的大将军就有王翦、李信、蒙恬、王离等。王翦曾经率领60万大军灭楚，蒙恬曾率30万大军北伐匈奴。
蒙恬
在过去，人们常常将秦朝的中央官制称为“三公九卿”，实际上秦朝只有三公之名，并无九卿之称，九卿是汉武帝之后，儒家按照复古思想总结牵强附会地将俸禄在中二千石一类的高官称为“九卿”。实际上，除了秦朝中央的官吏除了三公之外，还有许多比较重要的官职。如廷尉、典客、治粟内史等。
云梦秦简
廷尉掌管国家的司法权，还必须要审查核实地方的案件。许多地方无法处理的案件也必须要由廷尉来处理。廷尉甚至可以对皇帝提出一些建议，以纠正皇帝的错误。在秦朝历史上，比较著名的廷尉是李斯。
典客，掌管外交和民族事务。在汉景帝时曾改为“大行令”，汉武帝改为“大鸿胪”。王莽改为“典乐”，其属官有行人、译官等。
治粟内史是掌管谷食钱货的官吏，汉景帝时期更名为“大农令”，武帝太初元年（前104）更名“大司农”。属官有太仓、均输、平准、都内、籍田五令丞，斡官、铁市两长丞。
博士，为博古通今之士，负责保管文献档案，编撰著述，传授学问，议论政务等。秦代的博士曾多次参与重要的大事咨询，并且在秦始皇巡游过程中也有跟随左右，以备咨询。在秦始皇“焚书坑儒”后，只允许博士能够收藏和阅读各种图书。
