《中国历史地图集》按历史时期分为8册：第一册：原始社会·夏·商·西周·春秋·战国时期；第二册：秦·西汉·东汉时期；第三册：三国·西晋时期；第四册：东晋十六国·南北朝时期;第五册：隋·唐·五代十国时期；第六册：宋·辽·金时期；第七册：元·明时期；第八册：清时期。按年代分为20个图组，共有304幅地图（不另占篇幅的插图不计在内），549页。地图上的内容包括：已知原始社会遗址和其他时期重要遗址的分布，中国历史上各民族建立的政权的疆域政区或活动范围、民族分布，秦以前见于记载的全部可考地名，自秦代开始全部县以上地名、一二级政区的界线，可考的长城、关津、堡寨、谷道、陵墓、庭帐等，主要的河流、湖泊、山岭、海岸线、岛屿等，共收地名7万多个。各册均有中、英文的编例和地名索引。
《中国历史地图集》出版后在国内外均受到关注和好评，其理论创新主要表现在以下几方面：
1.中国自古以来就是一个多民族国家，两千多年前就出现了疆域辽阔的统一政权，但由于封建正统观念和大汉族主义的影响，也由于少数民族的历史大多未得到足够的记载和研究，以往的历史地图集只画中原王朝或汉族政权，抹煞了少数民族的历史地位和作用。《中国历史地图集》以充分反映几十个民族共同缔造伟大祖国的历史事实为目的，确定以19世纪40年代帝国主义入侵中国以前的清朝版图为历史上中国的基本范围，各历史时期所有在此范围中的民族建立的政权，无论是汉族或其他民族，都得到了显示。一些边疆少数民族政权如突厥、吐蕃等也尽量选用它们的极盛疆域的年代。《中国历史地图集》既反对只承认汉族政权、中原王朝为主的谬论，也否定了把少数民族政权、边疆地区政权都当作中原王朝附庸的错误观点，有利于正确了解历史，增强爱国主义、民族平等和民族团结的观点。
2.以前的历史地图集大多以文献资料为定点上图的依据，而历史记载极为浩繁，编者精力有限，错漏很多。在文献记载本身错误的情况下，地图上的差异更难避免。《中国历史地图集》尽量吸收了80年代中期以前的考古学、地理学及相关学科的研究成果，用于核实校正文献记载。边区图的编绘还吸收少数民族文献资料，参考国外研究成果，因而内容更加精确完整。对基本靠文献确定的点线，也组织认真研究，尽可能纠正前人的错误。
3.我国以往的历史地图，一般都以一个朝代为一幅全图，内容非常简略，地名位置也不准确。杨守敬《历代舆地图》才采用了将全国分解为数十幅图的方法，但因所有图幅采用同一比例尺，而历史时期各地区开发程度和记载的详略极不均衡，因此中原地区往往地名过密，几乎难以辨认，而边疆地区却显得空白过多。同时这种平均分割往往将同一政区分属不同图幅，查阅十分不便。《中国历史地图集》在总结了杨图经验的基础上，采用以各历史时期大行政区（或监察区、地理区）分幅，按内容密度确定不同比例尺，彻底解决了问题。由于采用高精度地图为底图，古今对照更为精确，科学性强，便于查阅。
4.历史上疆域、政区、地名变化很大，大多在同一政权时期内屡有改易，而各正史《地理志》对时间断限一般不够重视，往往混淆一朝不同年代的建置，前后相差数十、百余年。《中国历史地图集》无论总图或分幅图，都确定标准年代（个别无法确定的，尽量确定一较短的标准时期），各时期尽量显示同一年代的政权疆域和政区建置。对时间较长的朝代，使用多幅总图显示不同年代的形势。
5.《中国历史地图集》编者在河流、湖泊、海岸线等历史上变化较大的自然要素的处理上，进行了一系列专题研究，吸收了最新研究成果，改正了不少传统的错误说法，如云梦泽、洞庭湖、郡阳湖、黄河、长江、海河的变迁过程都在经过深入研究的基础上，采用了新结论。这对于正确认识自然环境变化的规律，进行国土整治的长远规划都具有积极意义。
《中国历史地图集》不愧为自然科学与社会科学结合的一项重大成果，不仅是以往历史地理研究和历史地图制作的科学总结，也为今后进行编绘反映历史时期各种地理要素及其动态变化的专门地图和综合地图奠定了基础。
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