了《大宛列传》保存至今。

张骞是中国历史上第一次以汉朝使者的身份，与西域的一些国家交往的人，沟通了汉朝与西域各国之间的联系。历史上称他的这次出使是“凿空(孔)”，意思是张骞打开了汉朝通往西域的通道。这次出使西域的另一个意义是激发了汉武帝扩张边疆的信心，为后来的抗击匈奴做了铺垫。

张骞在大夏时，看到邛山（今四川荥经西）的市场有竹杖和蜀地的细布售卖，觉得很奇怪，好奇之下就去打听，然后得知是从“身毒”（天竺）买来的。张骞一想，身毒在大夏东南数千里，那里的军队出行都骑象，临近大海。大夏国远离汉朝一万余里，位于中国的西南方，而身毒国又位于大夏国东南几千里，竟有蜀地的东西出售，可见这两个地方应该是离得不远。于是，张骞建议武帝打通西南夷道。

武帝采纳了他的建议，命蜀郡、犍为郡派使者分别从駹、莋和邛、僰等四路并出，打开西南通道。但这个计划因为受到当地少数民族的阻止，最终没能实现。张骞所领导的由西南探辟新路线的活动，虽没有取得预期的结果，但对西南的开发是有很大贡献的。张骞派出的使者，已深入到当年庄乔所建的滇国。而使者经滇国、夜郎等在滇一带活动，取得成效，为武帝经略西南夷奠定了基础。

公元前123年，张骞以校尉随大将军卫青出征匈奴，有功，封博望侯。公元前121年为卫尉，与李广出右北平（今河北东北部）击匈奴，张骞因延误军期，当斩，后用侯爵赎罪，免为庶人。两年后，张骞复出，给武帝上书建议联合乌孙（在今伊犁河流域）断“匈奴右臂”。汉武帝批准后，派张骞第二次出使西域。

汉武帝派了三百人跟张骞一同出使，另有牛羊金帛以万数。张骞到乌孙，分遣副使往大宛、康居、月氏、大夏、安息、身毒等周边各国，足迹遍及中亚、西南亚各地，最远的使者到达地中海沿岸的罗马帝国和北非。不过，这次出使乌孙虽然一路顺利，但目的并没有达到，因为此时乌孙国内爆发了内战。尽管没能立即与乌孙结成军事联盟，但双方在政治上和经济上的联系变得频繁而密切，两国之间的农牧产品的交流蓬勃开展，并确立了和亲关系。公元前105年，江都公主刘细君下嫁乌孙王昆莫。

张骞回国后被封为大行，列于九卿，于第二年去世。之后，他派出去的那些出使西域各国的副使陆续与西域诸国建立了往来关系，汉朝与西域的道路完全打通，来往使者络绎不绝。张骞两次出使西域，不仅丰富了当时国人的地理知识，扩大了地理视野，而且直接促进了汉朝和西方物质文化的交流