秦始皇陵封土西侧出土的铜车马作为第一个大一统专制主义帝国第一代君主的陪葬物，可以代表当时制车工艺的顶峰。通过对已经修复的1号铜车及2号铜车的研究，可以发现其性能在许多方面显然已经超过了先秦时期的车辆。
例如，《周礼·考工记》说：“察车自轮始。”又说：“凡察车之道，欲其朴属而微至。不朴属无以为完久也，不微至无以为戚速也。”车辆设计及制作，除了力求坚致牢固即“朴属”以外，还应追求所谓“微至”，以利于提高行驶速度。考古工作者曾着重分析过2号铜车车轮形制的特点：“牙的着地面窄便于在泥途行驶；牙的中部圆鼓和骹呈圆柱体可以利用离心力作用，使车行泥地不易带泥；毂中的穿中部大，这样贯轴后，只有毂穿之两端与轴相接，可以减少摩擦力，使车行比较轻捷。”袁仲一、程学华：《秦陵二号铜车马》（考古与文物丛刊第一号），1983年。据秦始皇陵兵马俑博物馆的考古工作者见告，已经修复的秦陵铜车，车轮仍可转动自如。对毂的结构，我们还可以作这样的补充：毂中的穿贯轴后中有空隙，当是为了储注一定的润滑油。《史记·田敬仲完世家》：“豨膏棘轴，所以为滑也。”云梦睡虎地秦简《司空》律中也可以看到关于车辆养护和使用时加润滑用“脂”的详细规定。云梦睡虎地秦简《司空》律规定：“官有金钱者自为买脂、胶，毋（无）金钱者乃月为言脂、胶、期。”“一脂、攻间大车一两，用胶一两、脂二锤。”“为车不劳，称议脂之。”据睡虎地秦墓竹简整理小组译文，大意为“有钱财的官府应自为车辆购买脂、胶，没有钱财的可每月报领脂、胶，以足用为度”。“每加油和修缮一辆大车，用胶一两、脂三分之二两。”“如车运行不快，可酌量加油。”（《秦律十八种·司空》，见睡虎地秦墓竹简整理小组：《睡虎地秦墓竹简》，释文50页）秦始皇陵1号铜车轮径超过2号铜车，毂穿的形制与2号铜车相近，而牙的尺度则更突出“微至”的要求，因而两辆车相比，“一号车较为轻巧灵便”陕西省秦俑考古队：《秦始皇陵一号铜车马清理简报》，载《文物》，1991（1）。。
车辕长度的变化也可以作为体现车辆形制进步的标志之一。殷周车辆辕长多在3米以下，仅洛阳下瑶村151号墓16号车达到320厘米。春秋时期车辕长度多在3米左右。而秦始皇陵兵马俑坑发现的车辕遗迹分别长350、370、380、390、396厘米。作为实物模型的秦始皇陵1号铜车辕长1834厘米，铜马约为真马的二分之一，依此推算，则所代表的真实车辆辕长约为3668厘米，与兵马俑坑辕长资料相当。而2号铜车辕长达到246厘米，按比例推算则辕长可达492厘米。辕长的增加，必然以材料强度和制车工匠技术的提高为保证。《战国策·韩策一》记载，张仪说韩王时曾经谈到“秦马之良”：“蹄间三寻者，不可胜数也。”与所谓“庳车不便马”（《史记·循吏列传》）同样，增长车辕，方能系驾更高大的马种。同样的马，车辕较长亦更利于驰骋，同时在高速行驶时可以减弱由系马跃行所引起的颠簸震动的幅度。而且以轴为杠杆支点，车辆前部与后部重量不当悬殊，因而辕长总与车舆进深成正比。辕长增加，可适当提高装载量，作为乘车，则亦可为乘者提供较大的空间，此外，还可以明显改善御者的工作条件。秦始皇陵2号铜车将车舆分作封闭的前后二室的形制，是目前考古资料中所见较早的一例。
最高车速和最大载重量是体现车辆性能的两项主要指标。
延光四年（125），汉安帝崩于叶县道中，“行四日，驱驰还宫”（《后汉书·皇后纪下·安思阎皇后》）。以现今最便捷路线的里程计，日行60公里左右。这是特殊情况下皇帝乘舆行速较高时的情形。
《九章算术·均输》说到一般载货运车的运行速度，“空车日行七十里，重车日行五十里”。居延出土“建武三年候粟君所责寇恩事”简册中，说到寇恩载鱼自居延至得，行二十余日。参见甘肃居延考古队简册整理小组：《“建武三年候粟君所责寇恩事”释文》，载《文物》，1978（1）。甘肃省文物考古研究所、甘肃省博物馆、文化部古文献研究室、中国社会科学院历史研究所编《居延新简》：“从得自食为业将车到居延□行道廿余日。”（EPF22：18—19）（476页，北京，文物出版社，1990年7月）据陈梦家考证，居延至肩水间邮路长约250公里。参见陈梦家：《汉简考述》，载《考古学报》，1963（1），收入《汉简缀述》，北京，中华书局，1980年12月。居延汉简：
肩水候官并山长公乘司马成中劳二岁八月十四日能书会计治官民颇知律令武年卅二岁长七尺五寸得成汉里家去官六百里（137）
肩水候官始安隧长公乘许宗中功一劳一岁十五日能书会计治官民颇知律令文年卅六长七尺二寸得千秋里家去官六百里（3757）
均可证肩水至得600里，因而居延至得总距离超过汉制1 200里。依杨宽《中国历代尺度考》（北京，商务印书馆，1955年5月重版）中汉制一里相当于414米的比率折算，250公里约合603汉里。则根据对居延地区汉代邮程的考证，认为“一汉里相当于325米的直线距离”，“用400或414米折合则太大”。（《汉简考述》，载《考古学报》，1963（1），收入《汉简缀述》，32页）如此，则居延至肩水769里，至得约1 369里。以现今公路营运线路里程（经由酒泉）计，居廷至得大约527公里。寇恩行二十余日，正与《九章算术》“重车日行五十里”的记载大致相合。
在非常情况下，乘车行进速度可以更高。项羽大败刘邦于彭城，“楚骑追汉王，汉王急，推堕孝惠、鲁元车下，滕公常下收载之。如是者三。曰：‘虽急不可以驱，奈何弃之？’于是遂得脱”（《史记·项羽本纪》）。刘邦乘车加载二人竟然能够逃脱素称“轻利剽遫”的楚骑《史记·留侯世家》：“楚人剽疾。”《史记·绛侯周勃世家》：“楚兵剽轻，难与争锋。”《史记·礼书》：“（楚人）轻利剽遫，卒如熛风。”都说到楚骑机动性强、行进速度快的特点。的追击，可以推想其车速之高。从前引昌邑王刘贺日中至晡时行百三十五里的记载看，汉代乘车的车速可以达到每小时45至675里。据陈梦家《汉简年历表叙》引西汉简牍资料，“日中为正午一段时间”，相当于13时，“时在日昳之后”，相当于15时至16时左右。（《汉简缀述》，249~250、253页）所谓“侍从者马死相望于道”（《汉书·武五子传·昌邑哀王刘髆》），也说驰车速度可以超过骑者。《汉书·王吉传》说，刘贺幸方舆，“曾不半日而驰二百里”，也是可以说明秦汉车速的例证。《左传·定公十三年》记载，传车自河内发，“必数日而后及绛”。传车为通信用高速车，河内至绛约四五百里，两相比较，可以看到秦汉车速的明显提高。