秦汉魏晋南北朝是古代陶瓷技术发展的重要阶段。首先，出土的秦兵马俑足以说明秦代的制陶技艺业已成熟。大型陶俑的烧成不仅从原料到成型各项工序有一定的要求，而且烧成中的技艺更应有相当水平。汉初铅釉陶的出现不仅表示一种陶器新品种的产生，而且还表明人们对铅釉的认识和应用，开辟了釉上彩的广阔前景。战国后期几乎被摧毁而失传的原始瓷器，在新的环境下迅速成长，逐步烧出了成熟的青瓷，这是中国陶瓷史上一个重要的里程碑。在工匠烧制青瓷的实践中，逐渐认识到含铁矿物在制瓷中的呈色作用。随着制瓷技术的提高，人们不仅烧出了精美的青瓷，还烧出了黑釉瓷和白瓷。白瓷的出现表明制瓷工艺又上了一个台阶。
秦兵马俑
春秋战国时期，厚葬之风极盛，以活人殉葬日渐减少，替代的主要是陶俑。对陶俑的需求不仅促使起源于新石器时代的陶塑艺术有了很大发展，而且对制陶工艺的发展也是一个促进。1974年在陕西临潼秦始皇陵东侧发现了规模之大令世人惊叹秦兵马俑的秦俑坑，坑内有7000多件兵马俑，威武雄壮。出土的武士俑，身高均在1.75～1.86米，身穿交领右衽短褐，勒带束发，腿扎行腾，足登方口齐头履，手持弩机弓箭，背负盛置铜矢的箭菔或手执长矛，腰佩弯刀铜剑。有的昂然挺立，刚毅勇猛；有的容颜开朗，英姿勃发；有的虎背熊腰，威武雄壮；有的须髯开张，气宇轩昂。那些高达1.5米、体长2米的陶马，膘肥体壮，小耳大眼，口裂较深，前肢柱立，后腿若钉，蹄趺较高，筋骨劲健，集中刻画出秦国战马的剽悍雄健。
形碳秦俑彩绘颜料成分表黄色颜料未做化验，据考证可能是雌黄（As2S3）。辰砂、铅丹、铅白、蓝铜矿、孔雀石、赭石、雌黄都是中国传统的绘画颜料，对此，秦俑再次给人们提供了实证。其中铅白、铅丹都是人工制造，是世界上最早的人工颜料之一。通过放大镜观察，可以看到秦俑颜料大多颜色鲜艳，颗粒细腻均匀，表明当时对颜料的加工也有很高的水平。
铅釉陶
汉代的陶器中出现了一类外敷翠绿色釉或粟黄色釉的器皿，据研究，它们是铅釉陶。铅釉陶的发明是中国陶瓷工艺史上的一件大事。根据迄今为止的考古资料，铅釉陶首先出现在陕西关中地区。在汉武帝时期（前140～前87）的墓葬中还极少发现，但是到了汉宣帝时期（前73～前49），铅釉陶逐渐多起来了，在陕西、河南的许多地区均有较多出土。到了东汉，西至甘肃，北达长城，东至山东，南抵湖南、江西，均有铅釉陶出土。这表明铅釉陶的生产技术已得到迅速的推广，流行地域已十分辽阔。
汉代铅釉陶
铅釉陶不仅外观有翡翠般的绿色，而且釉层清澈透明，光泽很强，表面平整光滑。这些优点是非常引人注目的。但是出土的铅釉陶大多是陪葬用的明器，至今还没有发现实用器物，这可能是当时铅釉技术尚处于初始阶段，低温烧成的铅釉陶器不堪实用的缘故。
铅釉与石灰釉不同，它以铅的化合物为基本助熔剂，以铁和铜的氧化物为（摘自杨根等编著的《中着色剂，大约在700℃开始熔融，因此是国陶瓷》）一种低温釉。铜离子使釉呈翠绿色，铁离子使釉呈黄褐或棕红色。
曾有人认为中国的铅釉技术是汉代经西域传进来的。经过众多学者的深入研究，一致认为铅釉技术是我国自行发明的。对于铅及铅的化合物的性质，古人早有认识。出土的一些铸造得很精细的商周时期的铅器就是明证。战国时人们已熟练地掌握了将铅变成铅粉（碱式碳酸铅）的化学方法。铅粉在当时可供妇女用做化妆品。当时一位名叫宋玉的人，在描绘一位面色红中透白的妇女时曾说过：“施朱则太赤，施粉则太白。”这粉就是指铅粉。铅釉的发现可能有两种途径。一是当人们把铅粉作为颜料引入陶器生产，铅粉调入色衬或陶衣的泥浆中，烧成后就获得呈现美丽的翠绿色或黄褐色或红棕色的铅釉层。二是考古发现提供了我国在西周时期已有铅质玻璃小球的事实。人们只要将这些美丽半透明的铅玻璃引入陶器生产也可以发明铅釉。铅釉中主要呈色剂是铜离子和铁离子。
铅釉的使用不仅使陶器有了美观的釉层，还因釉的折射指数高，高温黏度小，流动性较好，熔融温度范围比较宽，因此釉层平整光滑。铅釉很少像石灰釉那样出现“橘皮”或“针孔”等缺陷，无气泡和大量残余晶体存在，因而釉面光泽照人。自从汉武帝时（前140～前87年）釉陶制品在关中出现，到了汉宣帝时（前73～前49年）釉陶生产技术得到较快发展。在东汉，釉陶的生产技术流传的范围已相当广。唐代的工匠又掌握了在铅釉中加入少量含钴、含锰的矿物，增加了铅釉的色彩，使唐三彩陶器能以艳丽多彩、生动形象的艺术特色流行于世。宋以后的各种釉上彩就是在此基础上一步步发展起来的。
低温铅釉陶在两汉虽然有了很大发展，但是从出土的文物来看，绝大多数的铅釉陶器都是明器，很少有实用的器物。这可能与当时低温烧成的铅釉陶不堪实用有一定关系。当然还有其他一些原因，例如在日常生活中，漆器的大量生产也是一个原因，考古发掘的资料可以证明这点。
成熟的青瓷
经过秦汉的发展，原先主要产于浙江、江苏部分地区的原始青釉瓷器的生产技术有了新的提高。依据考古资料，完全可以认为，成熟的青瓷的出现不晚于东汉后期。考古工作者在浙江的上虞、宁波、慈溪、永嘉等地先后发现了东汉的瓷窑，同时在浙江、江西、江苏、河北、河南、安徽、湖南、湖北等省也先后发现了东汉晚期墓葬中的瓷制品，其中浙江、江西发现的数量较多。据有关专家对浙江上虞出土的东汉晚期窑址的瓷片进行分析，证明这些瓷片与附近的瓷土矿是一致的。这东汉成熟的青瓷瓷片具有光泽的釉面，透光性较好，吸水率低。据测试表明这些瓷片是在1260～1310℃高温下烧成的。同时考察同期的瓷器，它们通体施釉，其釉层比原始瓷器的釉层显著增厚，釉胎结合紧密牢固，上釉的方法又由刷釉回复到浸釉，所以釉层均匀。通过透光性的测试和显微镜观察，X射线结构分析，都清楚地表明这些瓷片和瓷器已达到近代瓷器的标准。所以中国的陶瓷史专家一致认为东汉后期是瓷器发展的一个新阶段，这是有科学根据的。
从原始瓷器发展成为成熟的青瓷，是陶瓷工艺发展史上的一件大事。由于瓷器比陶器坚实耐用，光洁美观，更适于成为日用器具，加上它原料分布广，取之方便，各地都可因地制宜进行生产。相对于当时很流行的漆器、铜器，它工艺较简单，造价又低廉，因而获得飞速的发展。
就在原始瓷器走向成熟的阶段，在浙江上虞、宁波等地还出现一种黑釉瓷器。这种瓷器的胎质虽然不如青瓷那样细腻，但也有自己的特征而别具一格。据分析，它的胎含氧化硅较高，达到了73%～76%，氧化铁的含量也高，为2.3%～2.8%。因为这样，它的烧成温度可以比青瓷低一些，在1200℃±20℃，胎色呈灰黑。它的釉也相应地含有较高的氧化铁，含量达到了4%～5%，烧成后呈深褐色或黑色。这种深色的釉恰好将深色的胎色覆盖住，从而形成了自己的风格。这一经验对以后的色瓷制作是有启发的。
成熟的青瓷之所以在东汉出现是不奇怪的。成熟青瓷出现的地区正是原始瓷器的主要产地，这里瓷土资源丰富，瓷矿石一般距地表较浅，易于开采。这是客观因素之一。从主观上看，长达1000多年的原始青釉瓷器的烧造，窑工们积累了丰富的经验。在东汉，他们对原料的选择、加工，坯泥的澄练，器物的成型，釉料的配制及上釉的方法，直到烧成，技艺都有明显的提高。例如当时粉碎瓷矿石广泛地采用脚踏碓和水碓，提高了坯土的细度。陶车设备的改进和熟练的拉坯技艺使器形更为规整美观。青色釉和黑色釉的同时出现，说明对釉料的配方有了进一步认识和控制。窑炉的改进和烧窑技术的提高，也是一项重要的技术因素。
这时期浙江一带已广泛地采用龙窑。浙江一带多丘陵，非常适宜建造形似长龙的龙窑。经过长期的摸索，东汉的龙窑加长了窑身，这不仅增加了坯件的装烧量，还能利用坯件的叠烧，增大对流动火焰的阻留，延长了对坯体的烧烤时间，提高了热效率，因此窑温得以升高，大致可以达到1300℃，分布也较均匀，为瓷器的最后烧成创造了必要条件。又因为龙窑升温快，冷却也快，恰好符合了青釉瓷和黑釉瓷的烧成要求。这两种釉中都含有较高的氧化铁，都宜在还原气氛中烧成，升温快，又能迅速冷却，可以减少铁的二次氧化，从而保持了它纯正的釉色。
尽管当时烧窑工匠不可能认识到烧成的过程大致上分为氧化、还原、冷却三个阶段的科学原理，但在长期的生产实践中，他们已掌握了烧成的关键在于控制还原和冷却两阶段的气氛。因为在高温烧成时，无论是釉或胎中的铁离子都是三价，呈现黄、棕等颜色，只有在烧成的最后阶段和冷却时，控制好还原气氛，才能使釉或胎中的铁离子还原为二价，釉色才能呈现色调纯正的青翠色。掌握不好这一技术，就很难烧成好的青瓷。
青瓷的发展和白瓷的出现
东汉晚期，原始瓷器完成了向成熟瓷器的过渡。此后的三国、两晋、南北朝时期，新兴的瓷业获得迅速的发展。迄今，在浙江、江西、江苏、福建、湖南、四川等江南大部分地区都发现了当时的瓷窑。各地因地制宜，分别采用了拍、印、镂、雕、堆、模制等工艺手段，烧造出各具地方特色的瓷器。瓷质的茶具、酒具、餐具、文具、容器、灯具、卫生用具以及艺术品，由于样式新颖，制作方便，造价低廉，所以在生活的许多方面逐步取代了漆、木、竹及金属制品，显示出瓷器在使用上的许多优越性能。当时有代表性的瓷窑在浙江就有早期的越窑、瓯窑、婺州窑和德清窑。唐代闻名的越窑、婺州窑就是由此发展起来的。
早期越窑的产地主要在上虞、余姚、杭州一带。仅在上虞境内，发现的三国时期的窑址有30多处，比东汉时期猛增4～5倍。发现的西晋窑址又增至60多处，这清楚地说明窑业的迅速发展。出土的三国时期的越窑瓷器胎质坚硬细腻，一般呈灰色，釉层均匀，很少出现黄釉或青黄釉，表明还原焰的烧成技术有了提高。出土的西晋越窑产品，胎骨增厚，釉层厚而均匀，大多呈青灰色，比三国时的越器又有提高。正因为越窑瓷器胎质坚硬，釉面光滑明亮，经久耐用，使用方便，所以备受欢迎。精美的制品不仅满足了贵族的需要，到了东晋，又因为制瓷的成本有了下降，越窑的青瓷也成为广大人民群众所欢迎的日用品。从出土的东晋时代的瓷器，其中用做明器愈来愈少，家用的盘、碗、钵、罐明显增多，就能说明一二。
瓯窑在浙江温州一带，清代人朱琰在《陶说》中说，“晋杜毓《薅赋》：器择陶拣，出自东瓯”，“后来翠峰矢青，于此开其先矣”，“先越州窑而知名者也”。《景德镇陶录》也指出：“瓯，越也，昔属闽地，今为浙江温州府，自晋已陶，当时著尚。”由此可见，瓯窑一直被认为是早期较著名的瓷窑。但是从生产规模和产品质量来看，瓯窑不如越窑。瓯窑瓷器胎色较白，釉色淡青，透明度也较高，正如晋代潘岳的《笙赋》所写那样：“披黄苞以授甘，倾缥瓷以酌酃。”缥瓷所指的就是瓯瓷。到了东晋，瓯窑产品质量有了提高。
婺州窑在浙江金华一带。在金华地区出土的三国至隋代的大批青瓷器，它们不伺于越窑或瓯窑瓷器，明显地带有地方特色。窑工们创造性地利用了当地遍野皆是，开采、粉碎也较容易的红色黏土做坯料。这种黏土较一般瓷土含较高的氧化铁和氧化钛，使烧成的瓷器很坚硬，但是胎色却是深紫色，影响了青釉层的呈色。对此窑工们采用了在胎外挂一层白色化妆土，以掩盖胎色。其效果超出了窑工的原意，化妆土的衬托使釉色显得滋润柔和。这种化妆土的技术以后在龙泉窑和其他一些瓷窑中得到继承和发挥。
德清窑位于杭嘉湖平原的西边。早期黑瓷它以烧造黑瓷为主。当地的制瓷原料与婺州窑的相近，含较高的氧化铁和氧化钛，烧成后胎色很深。窑工们干脆在制坯原料中加入适量紫金土，紫金土由石英、长石、含铁云母及其他含铁矿物组成，含铁量一般达3%～5%，高者达15%。烧成后胎呈砖红或紫色，窑工们进而直接采用含氧化铁达8%的釉料，烧成后瓷器色黑如漆，釉光闪闪，别具一格。
从三国到南朝的360多年里，制瓷工艺的迅速发展仅从上述浙江的几个瓷窑的情况可知，制瓷原料能广泛地采用当地资源，既可采用含铁量低的瓷土制青瓷，也可采用含铁量高的瓷土制黑瓷和青瓷。在同一窑场中，发现有含铁量低的白瓷土，也有含铁量高的瓷土和紫金土，还有配釉的石灰石以及制作窑具的普通陶土和耐火黏土，原料多达六七种。对于质量较差的瓷土采用了化妆土的办法使比较粗糙的坯体表面显得光滑整洁，从而扩大了原料的范围。瓷器使用化妆土的方法虽然来自陶器上陶衣的技术，但是它们之间是有区别的。瓷器上化妆土要求胎、化妆土、釉三者在烧成温度及膨胀系数上大致相当，否则釉层容易剥落。
这时期各窑场主要是运用石灰釉，越窑的青釉中含氧化钙约为18%。由于人们开始认识到铁的含量对呈色效果的影响，从而掌握了青釉和黑釉的配制。
在浙江上虞曾发掘出两座东汉龙窑，窑的前段斜度大，后段比较平缓，窑室中间有横向凸起的棱脊，窑后有墙，墙下有烟火弄，墙后有烟炕。龙窑的基本结构已具备，但窑床的倾斜度不同，烟火弄的数量也相差较大，表明龙窑尚无定型。到了两晋，龙窑的结构才趋于定型，同时窑顶和窑床的两侧每隔一定距离，设立了投柴孔，采用火膛移位的方法，自下而上分段烧成，提高了烧成温度和缩短了烧成时间。生烧的次品显著降低，表明龙窑的烧成技术也在改革中逐渐完善。
南方的青瓷和它的烧造技术约在北朝时传到了北方。在北方的墓葬中曾出土了一批青瓷，经鉴定它们的胎釉成分与越窑的有明显差别，所含氧化铝较高，氧化硅、氧化铁较低，在造型上也有自己的特征，说明它们属北方烧造的青瓷。在山东淄博曾发现一处北朝时烧造青瓷的产地。这里也烧青瓷，但技术仍不成熟，釉面厚薄不匀，还原气氛控制较差，造成釉色青黄不一，时有剥釉现象。
当时北方生产的青瓷在质量上比不上南方，这不仅是制瓷工艺水平的差距，更重要的是南北两地在制瓷原料、工艺要求及烧窑技术上都存在差异。从原料上看，南方多原生高岭土和瓷石，含有机质较少，黏土的吸附性较小，并多杂有水云母系矿。这类矿石含铁量较高，要求在还原性较强的气氛中烧成。北方多次生高岭土和耐火黏土，黏性较大，吸附性强，原料中含铁量较低，而氧化铝、氧化钛含量相对来说高些，要求烧成温度高而且时间长，既能在还原性较弱的气氛中烧成，也能在氧化焰中烧成。当时的窑工对这些科学资料当然不可能了解，但是长期的生产实践，使他们对原料的特性还是有些经验认识。
与南方从升焰方窑发展为龙窑不一样，北方的瓷窑是从早期的升焰圆窑发展成馒头窑。火膛和窑室连成一体的圆窑发展到后期，将窑顶封闭，并在近窑底的后墙上开设排烟孔，后墙中砌竖烟道，排烟孔与竖烟道相通，就成了馒头窑。在馒头窑中，火焰先喷至窑顶，因窑顶上没有通路，必须倒回向窑底，再经坯体，只能从接近窑底的排烟孔经竖烟道而排出窑外。所以，当时的馒头窑是半倒焰窑，它靠竖烟道产生的抽力来控制空气进窑的流量，烧成温度高，可达1200～1300℃，因为没有烟囱，抽力不大，故升温慢，降温也慢，烧成时间长，适宜北方地区制瓷原料。
南北制瓷条件的上述差异，清楚表明制瓷工艺是可以传播交流，相互影响的，但必须结合本地资源和生产条件，才能移植成功，并促进技术有新的发展。
就在北方也烧出青瓷后不久，进而生产出白瓷。在河南安阳北齐武平六年（575）的范粹墓中首次发现了北朝的白瓷。这批白瓷的胎料经淘洗，比较细白，没用化妆土，釉层薄而呈乳白色，普遍泛青，釉层厚的地方呈青色更明显。可见白瓷是由青瓷发展而来。
白瓷的出现是我国陶瓷发展史上的又一里程碑。白瓷是各种彩绘瓷器的基础。过去有人认为白瓷与青瓷是两个独立发展的系统，其实不然。我国早期的瓷器基本上都是青瓷系统，因为所有制瓷原料中都含有一定量的铁离子。只是含铁量不同，经过不同气氛烧成，才呈现深浅不同的色调。在制瓷实践中，逐渐掌握了控制胎釉中的含铁量，分别生产出青瓷、黑瓷；克服了铁的呈色干扰，又生产出白瓷。
白瓷、青瓷的主要区别在于原料中含铁量的不同，认识这一点是长期实践的结晶。早在晋代，南方的个别地区曾因为原料含铁低，淘洗又较细而生产出白瓯和白盏。诸葛恢曾写过“诏赐恢白瓯二枚”、“天恩广州白盏”等语。因为除去铁质较费工，所以南方的白瓷生产发展很缓慢。在北方，制瓷原料中含铁量较低，相对来说加工也较方便，所以白瓷生产发展较快。早期的白瓷，其白度、硬度等还不能用现代白瓷的标准来衡量，特别是釉色中呈乳浊的淡青色。这种釉色泛青现象，隋代白瓷仍然常见，甚至到了唐代，有些白瓷的釉厚处依然带有青色。由此可见，由早期白瓷发展到成熟白瓷，中间又经历了相当长的过程。