漢朝的軍事通信，通常是烽火通信和郵驛通信並舉。
兩漢有著發達的烽火通信設施。考古學家們近年來在新疆、甘肅、內蒙古一帶，發現了漢代北部的烽燧、亭障和長城遺址多處，這些設施分布長達兩萬多里，形成一道堅固的北境城防。我國著名歷史學家翦伯贊說：「在漢代沿長城全線西至羅布泊沙漠，直達克魯庫特格山麓，皆列置堡壘烽燧，即漢書上所謂亭障，以為瞭望敵人及傳達烽火信號之用。」「萬里相望，於是中國的西北，築成了一條堅強的防線」。我們至今在往日的絲綢之路沿途，尚可看到當日的這些軍事設施的遺址：一座座烽火台巍然高聳，附近還常有當年邊防人們所住的小城遺址，構成一幅幅壯麗的圖畫。
所謂「烽」、「燧」，都是點燃易燃物發出亮光的通信標誌。漢朝時候，一般說是「五里設一燧，十里有一燉，三十里一堡壘，一百里一城寨。烽燧是系列軍事設施的最基層的單位。這些烽燧，常常設在靠近水源、地勢較高便於瞭望的地方。
怎樣利用烽火來通報敵情呢？漢朝對此有嚴格的規定。一般說，烽是指在五丈多高的土台上置一烽竿，類似汲水的桔槔。烽竿上纏上紡織品，平日放下，遇有敵情立即舉起，稱為「表」，一般為白色，便於醒目。夜晚看不見，便點燃成火炬，稱為「烽」。一般在烽火台旁總是隨時準備些燃放煙火的積薪。
在現存的漢簡中，我們可以大致了解當時烽火的信號。假如發現有敵人一人或數人犯塞，則焚一捆薪，舉起兩個烽火。如果發現的是10人以上的敵軍進犯，除舉火外，還須將烽高高揚起。假如是500或1000名敵人來犯，則除焚薪外，需舉三烽。這些預先約定的信號，可以使軍內迅速而準確地知道敵情，以作必要的準備。
除上述規定外，尚有一些其他規定。如規定，敵人入塞，舉放烽火時，所有邊亭負責尉吏都必須到位，並及時將敵人入攻人數和到達部位，報告上級都尉府。若遇大風大雨，施放煙火不成，則必須及時派出快馬「亟傳檄台，人走馬馳」，報告上級。若敵情萬分危急，或敵已攻下烽火亭障，該亭不能按時舉火，則應由相鄰亭台點火，依次通報下面的烽火台。一些漢簡中還反映，邊境有警，邊塞縣的屯田官吏，還有責任組織百姓轉移，驅趕牲畜，脫離險境。
據歷史記載，漢武帝時衛青、霍去病與匈奴作戰，以烽火作為進軍號令，一晝夜就可使河西的信號傳至遼東，遠達數千里。當時人用詩來形容當時信息傳遞之迅速說：「候騎至甘泉，烽火通長安」。甘泉在今陝北，離漢都長安大約300公里，烽火通信迅速可達，可見當時軍事通信的效率極高。
中國有句俗話說：「軍令如山倒」。兩漢時，邊境烽火警報對屯駐官兵來說，無疑是至上的命令。《史記·司馬相如傳》記載說：當時「邊郡之士，聞烽舉燧燔〔fan凡〕，皆攝弓而馳，荷兵而走，流汗相屬，唯恐居後。觸白刃，冒流矢，義不反顧，計不旋踵」。漢文帝時名臣賈誼形容當時邊疆的將士，在敵情嚴重時，日夜不眠，將吏都穿著甲胄，隨時聽命待發(《漢書·賈誼傳》)。西漢名將趙充國對這些烽火制度有很高的評價，認為「烽火幸通」是「以逸待勞」的好辦法(《漢書·趙充國傳》)。有一件居延出土的漢簡生動地描述了當時因烽火信號及時，漢朝軍隊避免損失的情況：「在早晨五點鐘……臨木燧的士兵，舉起了信號旗，並燃起了一個信號火堆。敵人後來向西北方向撤退，沒有造成損失」(《簡牘研究譯叢》，據英國學者魯惟一的翻譯)。
烽火的軍事通信，在當時內地也在廣泛運用。筆記小說中曾記載東漢光武帝時曾派將軍劉尚攻打武溪夷，夷首領田氏兄弟三人各守一城，共約以烽火為號。有一天，老三釣得白鱉，竟然舉烽請二位兄長赴宴，共品美味。當劉尚大兵來討時，老三再舉烽火，兩位兄長以為仍是雞毛細事，再不著急來救。老三孤軍作戰，終至敗死。這個例子說明其他朝代也有「烽火戲諸侯」那樣的人，也都落得身敗名裂的下場。
漢時廣泛運用烽火作為軍事通信的同時，一般的郵驛軍事通信也還是很重要的，常常相輔相成。軍事機構之間的通信使者，一般由戍卒擔任。他們有時作為烽火通信的補充：當天陰雨濕烽火一時不能燃起時，軍方便立即派出飛騎或快跑步遞向兄弟堡壘傳遞情報。漢時留下的一份烽火台規則《塞上烽火品約》提到：匈奴人入塞，天大風或雨，烽火不燃者，亟傳檄告，人走馬馳以疾。就說的是上述意思。