汉武帝拥有辉煌的一生，16岁登基，在位五十四年，期间击灭匈奴、吞并朝鲜、遣使出使西域。首创年号，开拓汉朝最大版图，功业辉煌。驾崩前两年，在轮台下道《罪己诏》，重拾文景之治时期的与民生息的政策，为后来的昭宣中兴奠定基础。
按照古代皇帝的习性，在位这么长时间，应该有很多个孩子，但汉武帝的孩子并不多，原因其实也很简单，除去扩张领土之外，他剩下的就是巫蛊和祭祀了。对于女人，他虽好色，但还喜欢男人，有几位男宠，所以孩子并不多。
他有六个儿子和六个女儿。
儿子：
戾太子刘据：征和二年，汉武帝在巫蛊之乱中被江充、苏文等佞臣蒙蔽，刘据起兵反抗后兵败逃亡，而后因拒绝被捕受辱而自尽。刘据之孙刘询继位后，为刘据追谥曰“戾”以表其冤屈，故又称为“戾太子”。
刘闳：元狩六年四月乙巳日被立为齐王，薨于元封元年，享年十八岁，无子，谥曰齐怀王。
刘旦：汉武帝死，汉昭帝即位，他与宗室刘长、刘泽及大臣上官桀、桑弘羊等谋夺取帝位，造反失败自杀。
刘胥：元狩六年立为广陵王。力能扛鼎，空手搏熊彘猛兽，好倡乐逸游。汉昭帝时，觊觎帝位，使女巫祝诅。汉宣帝即位，复与楚王延寿私通书信，后谋叛事发觉，又毒杀当事人二十余人以灭口，为汉中央追穷治罪，自杀，国除。
刘髆：汉武帝刘彻与李夫人所生之子，贰师将军李广利的外甥。天汉四年，受封昌邑王。后元元年正月，刘髆去世，谥号哀，其子刘贺继承王位。
刘弗陵：汉昭帝继位时年仅八岁，在霍光、金日磾、桑弘羊等辅政下，沿袭武帝后期政策，与民休息，加强北方戍防。始元六年，召开“盐铁会议”，就武帝时期盐铁官营、治国理念等问题召集贤良文学讨论，会后罢除榷酒。元凤元年，以谋反罪诛杀桑弘羊、上官桀等，专任霍光，进一步更改武帝时制度，罢不急之官，减轻赋税。因内外措施得当，武帝后期遗留的矛盾基本得到了控制，西汉王朝衰退趋势得以扭转，“百姓充实，四夷宾服”。元平元年，刘弗陵因病驾崩，年仅二十一岁，在位十三年。谥号孝昭皇帝，葬于平陵。
女儿：
长女卫长公主：先嫁给平阳侯曹襄，因为丈夫早死，再嫁栾大，后武帝发现栾大是个骗子，派人把栾大活活烧死，以泻心头之恨。从此卫长公主再无事迹见于史料。
鄂邑长公主：与燕王刘旦、上官桀、上官安及桑弘羊等合谋诛除霍光，事发后自杀。
诸邑公主：死于巫蛊之祸。
石邑公主：死因不详。
阳石公主：死于巫蛊之祸。
夷安公主：嫁隆虑公主子昭平君。
汉武帝一生强硬，子女们要么死在巫蛊之乱要么死在谋反。善终者少。