司馬遷は、宮廷に秘蔵されていた文献のほかに、自ら広く周遊して収集した各種資料に基づいて『史記』を編纂した。この周遊は、関中から江陵（楚の故都の郢）、長江流域、斉魯地域、さらに大梁の廃墟（魏の故都）、洛陽を回ったもの。『史記』では、これらの旅行の際の見聞が紹介されることがある上に、更にその知見をもとに文献伝承の真偽検証している場合もある。
後世の加筆.
また、三皇時代について書かれた「三皇本紀」は、司馬遷が書いたものではなく、唐代に司馬貞が加筆したものである。司馬貞は合わせて「史記序」を制作し、巻頭に附した。
内容.
全体の構成.
「本紀」と「列伝」から成るこの形式は「紀伝体」と呼ばれ、中国の歴史書の模範とされた。なお、司馬遷の「報任少卿書」には「十表、本紀十二、書八章、世家三十、列伝七十」という文章があり、「表」が冒頭に置かれていた可能性もある。
『史記』が対象とする時代は、伝説時代である五帝の黄帝から、前漢の武帝までであり、その記述は中国古代史研究において最も基本的な資料であるとされている。また、「列伝」の末尾には司馬遷の自序である「太史公自序」が附され、司馬氏一族の歴史や、彼が『史記』の執筆に至った経緯・背景を述べている。
主な注釈.
『史記』には古来から多くの注釈が作られ、その中でも著名なものは以下の「三家注」である。これらの注釈は当初は単行していたが、現在では『史記』の本文にこれら三注を合刻したものが用いられる。
他に、以下の例がある。
思想的背景.
司馬談は、武帝による儒教の官学化以前の人物であり、道家思想が盛んな気風の中で学問を受け、楊何に師事して『易』を修めた経験もあった。彼の「六家要旨」では、道家思想を最も高く評価しており、これを中心に諸学の統一を図ろうと考えていたことが分かる。司馬遷が『史記』を著す意図の一つには、この父の考えを継ぐこともあった。『史記』は、道家思想を基調とする諸学の統合を史書の形式で実現するという一面を有していた。