五胡内迁与独立
五胡乱华前北方各族分布图
自东汉中叶之后，朝廷常以招引或强制的方式，将边疆的北方各族内迁，以便监控各族或是增加兵源和劳动力。到了西晋时，中国北部、东部和西部，尤其是并州和关中一带，大量胡族与汉族杂住。史书记载“西北诸郡皆为戎居”，关中百万余口“戎狄居半”，对晋帝国呈现半包围形势。除了辽河流域的鲜卑和青海、甘肃的氐、羌外，大都由原住地迁来。
这些胡族逐渐成为汉人管辖下的编户，由于他们需要纳税，且时时受汉官欺压或受汉人歧视，因此心生不满，时有举兵之事。270年晋武帝时，河西鲜卑秃发树机能与匈奴刘猛率众内侵，直至九年后始平。294年晋惠帝时，匈奴郝散叛，不久平定。两年后其弟刘度元以齐万年为首，联合西北马兰羌、卢水胡举兵，晋将周处阵亡，此事至299年方平。而后郭钦与江统相继建议强制迁离胡族，江统更著有《徙戎论》，但晋室不为采纳。由于胡汉摩擦的状况没有改善，当朝廷元气大伤后，周边胡族便趁机举兵。
八王之乱的爆发，使晋廷失去在地方的影响力，胡族陆续叛变。晋惠帝时期，益州内乱，巴氐势力扩大。之后益州刺史罗尚击杀巴氐领袖李特。其子李雄继立后击败罗尚并称王，于306年称帝，国号“成”，史称成汉。匈奴刘渊统领五部匈奴，成都王司马颖结其为外援。304年司马颖遭王浚围攻，遣刘渊回并州发兵支援。他乘机宣布独立，称汉王，自称继承汉朝正统。308年刘渊称帝并迁都至平阳，国号“汉”，后称前赵。304年成汉与汉赵的建立，开启了“五胡十六国时期”。
八王之乱结束后，刘渊为了扩充版图，遣子刘聪掠夺洛阳，大将石勒及王弥掠夺关东各州。310年刘渊去世，刘聪杀新帝刘和自立为帝。同年，石勒经宛城、襄阳，掠夺江汉一带，隔年北返。当时关东发生蝗灾，洛阳缺粮，司马越弃晋怀帝于洛阳，率朝中重臣及诸将东行。而后怀帝动员诸将讨伐，司马越病逝，王衍率军归葬封国（在东海）。石勒趁王衍东行至苦县（今河南鹿邑县）时率军袭击，晋军精锐受屠尽亡，重臣降后被杀。刘聪、王弥及石勒趁洛阳空虚之际和兵攻破，杀害官员百姓三万余人，掳走晋怀帝，史称“永嘉之祸”。313年晋怀帝被杀，晋愍帝于长安继立帝位，刘聪派刘曜持续攻打。316年晋愍帝投降，最后受辱被杀，至此西晋亡，北方诸国纷纷成立。313年张轨控制凉州，封西平公，史称前凉。315年拓跋猗卢建立代国。334年慕容鲜卑据辽东立国。
后赵内哄与前燕崛起
刘聪灭西晋后安逸豪奢，疏忽政事，当时曹嶷、石勒等将领分别占据山东及关东。实际范围只有山西和刘曜镇守的关中。318年刘粲继立，但遭靳准杀害夺权。刘曜与石勒得知后共同平乱，期间刘曜称帝，改国号为“赵”，史称前赵。石勒得知后也于襄国称赵王，史称后赵，双方决裂。刘曜平定上郡羌、仇池氐等关陇羌氐，威服前凉，雄踞关中。石勒则派石虎击败晋将段匹磾夺幽州，击败曹嶷夺青州。石勒雄踞关东后，于328年西征攻灭刘曜，前赵亡。两年后石勒称帝，国号亦为“赵”。前凉方面，由于战乱较少，难民纷纷前往安居，保存了晋代典章制度，久之形成“河西文化”。
石勒为一时雄才，他得汉人张宾相助，安抚世族，重建经济。当时胡汉关系欠佳，石勒采胡汉分治，于皇帝外另设大单于。称胡人为国人，汉人为赵人。但这样未能缓和双方关系，仍然有冲突发生。石虎于石勒去世后杀石弘自立为天王。他奢侈极淫，任意滥杀，又听信谗言，奴役非国人的汉人及“六夷”，后赵国势渐衰。因帝位等因素，石虎与其子石邃（太子）、石宣、石韬发生骨肉相残，宗室关系降至冰点。349年石虎称帝后，旧太子党人梁犊于关中叛变，石虎遣羌将姚弋仲及氐将苻洪平定，羌氐二族坐大。石虎去世后，诸子争位，残杀甚烈，后为养子冉闵夺得，于350年建国冉魏。他重用汉人，并鼓励诛杀羯人，造成大屠杀。冉闵欲联合东晋驱除胡族，但东晋朝廷因为他称帝而将其视为敌人，反而支持向东晋称臣的鲜卑慕容俊。之后石祇于襄国称王，号招鲜卑、氐、羌等族抵抗冉闵，直至隔年后赵方亡。另外，346年东晋将领桓温攻击成汉（成汉于338年为李寿篡位，改国号为“汉”），次年讨灭，成汉亡。
慕容鲜卑于晋室南渡后占据辽东。337年慕容皝称燕王，他击溃来犯的石虎，攻灭辽西段氏鲜卑，继而重创高句丽，其势壮盛。慕容俊继位后，乘后赵内哄之际发兵南侵。352年攻灭冉魏，冉闵兵败被杀，慕容俊称帝，建国前燕。先前前燕向东晋称臣，等冉魏灭后，慕容俊对东晋使者言道：“汝还白汝天子，我承人之乏，为中国所推，已为帝矣”。此时前燕据有关东，关中则为前秦据之。之后慕容俊又派慕容垂、慕容虔与平熙等北伐大破丁零（敕勒）。356年桓温北伐前燕，攻陷洛阳以及司、兖、青、豫四州，之后桓温返国，前燕复夺回四州。358年慕容俊下令全国州郡整顿户口，准备组织150万大军以灭东晋，但于隔年阅军时逝世。慕容暐继立后，以名将慕容恪辅政，期间慕容恪将东晋收复的洛阳攻下。但慕容暐穷奢极欲，国库逐渐掏空。慕容恪去世后由慕容评执政，他贪墨昏庸，国政更乱。369年东晋桓温率军北伐，进驻枋头（今河南浚县附近）。慕容垂率军严防，最后追击晋军，晋军大溃。战后慕容垂声名日盛，但遭慕容评排挤而投奔前秦。
前秦的雄心
氐将苻洪在石虎去世后投降东晋，在后赵内哄时意图夺下关中，但遭人毒死。350年其子苻健成功夺下关中，建国前秦，与东晋断绝。之后东晋履次派褚裒、殷浩、桓温等率军伐之，苻健皆成功抵御，国势渐固。之后苻生继立，他淫杀无度，苻坚杀而代之。苻坚崇尚儒学，奖励文教。他得王猛辅政，得以集权中央，经济提升，国势大盛，史称“关陇清晏，百姓丰乐”。前秦强盛后，苻坚有意一统天下。当时前燕混乱，369年慕容垂投奔前秦。苻坚趁势派王猛、慕容垂率军于隔年成功灭燕，取得关东地区。随后于373年灭前仇池，376年灭代国（拓拔鲜卑）及前凉，前秦统一北方。
在统一北方前，苻坚也开始入侵东晋，于373年攻下东晋梁益二州。五年后派苻丕攻下襄阳，俘虏朱序；派彭超围攻彭城，但被谢玄击败。383年派吕光西定西域，这是自东汉之后再度占据西域。前秦统一北方后，四周诸国遣使通好，此时只剩东晋，苻坚有意伐之。鲜卑慕容垂与羌将姚苌皆尽力支持苻坚，但王猛与苻融等氐族大臣则强烈反对。这是因为苻坚将诸胡迁入关中以便控制，又将氐族势力置于国内要冲，以巩固势力，此法却使京师空虚。而且他为人宽弘，亡国君臣皆授官位，但任其率领旧部，造成隐忧。
王猛去世前告诫苻坚应该先整合好国内异族再南征，但苻坚仍一意孤行。383年5月桓冲率10万兵攻击襄阳，苻坚派苻睿、慕容垂等人防御。苻坚认为时机已到，于8月率举国之师南征东晋，兵分三路，声势浩大。他亲率步兵60万抵达项城，派苻融为先锋率27万兵攻打寿阳，梁成等人屯洛涧以控淮河。东晋谢安则命谢石、谢玄等人率8万北府兵北上救援。10月秦军前锋攻陷寿阳后，苻坚赶往指挥，并派朱序向谢石诸降劝降，但朱序尽泄秦军虚实。11月晋将谢玄派刘牢之率五千精兵攻破洛涧并率军西行，与秦军对峙淝水”。12月谢玄向苻坚建议后退决战。诸秦将认为阻敌淝水畔比较安全，但苻坚认为半渡而击可主动对决。当秦军后移时，晋军渡水突击，朱序于后军大喊秦军已败。此时秦军大乱，谢玄等人乘胜追击，秦军全面崩溃，苻融战死，苻坚中箭，孤身北返，后由慕容垂护送，史称淝水之战。
诸国混战
北方民族战争图，右上角的重骑兵是五胡的主要战力。由于前秦的主力在前方，京师兵力不足，关中的鲜卑、羌、羯等族在得知前秦大败后纷纷独立。隔年东晋发动北伐，攻下山东河南一带。至此前秦崩溃，北方再度回到诸雄混战的局面。淝水之战隔年（384年），各胡族纷纷独立。鲜卑慕容垂于河北复国，史称后燕；前燕皇族慕容泓与慕容冲于关中建国西燕；前秦羌将姚苌自立，建国后秦。第二年（385年）西燕军攻陷长安，苻坚最后被姚苌所杀。由于前秦邺城被后燕攻下，苻丕于晋阳继立。苻坚被杀后，镇守前秦勇士川（今甘肃榆中）的鲜卑将乞伏国仁自立，建国西秦。仇池氐杨定也宣布复国，并称藩于东晋，史称后仇池。
第三年（386年）鲜卑拓跋圭于代地复国，国号“魏”，臣服于后燕，史称北魏。西定西域的前秦氐将吕光返国并占据凉州，在得知苻坚被杀后于姑臧（今甘肃武威）建国后凉。西燕的人民（鲜卑族）欲东归故乡而发生内乱，最后由慕容永率众东征占据并州（今山西省范围），建都长子。而前秦苻丕欲西行关中但被西燕帝慕容永所阻，南下东桓被东晋守将冯该杀死。前秦苻登于南安继立，据有陇西。三年内，北方八国并立，关陇地区有前秦、后秦、西秦、后凉、后仇池，关东地区则有后燕、西燕及北魏，维持了九年。
关中方面，394年后秦帝姚兴及西秦帝乞伏干归灭前秦。400年后秦灭西秦，乞伏干归投降，受姚兴重用。在后凉投降后秦之后，关中暂时为后秦盘据。由于匈奴铁弗部刘卫辰因攻北魏战败而亡，其子刘勃勃（后改姓赫连）投奔后秦姚苌。407年赫连勃勃叛秦，于统万建国胡夏，并屡次攻击后秦，后秦国势大衰。乞伏干归趁机光复西秦，之后其子乞伏炽磐灭南凉，西秦占据陇西。416年12月后秦幼主姚泓初立，东晋刘裕发动第二次北伐，率王镇恶等将伐后秦。晋军连克许昌、洛阳。隔年攻破长安，后秦亡。之后刘裕因故返国，留守将领内哄，夏帝赫连勃勃趁机率军攻下长安，据有关中。另外，于405年建国谯蜀的谯纵，在刘裕第一次北伐后刘裕派朱龄石攻陷成都，谯蜀亡。
河西方面，后凉分裂出南凉及北凉，由于四周强敌渐渐威胁，最后向后秦投降。397年秃发乌孤脱离后凉，建国南凉，最后南凉败于北凉和夏，为西秦所灭。同年匈奴别部卢水胡沮渠蒙逊拥汉人段业于张掖独立，401年沮渠蒙逊杀段业取代，史称北凉。405年后敦煌太守李皓（汉族）叛北凉，建国西凉，后亡于北凉。此时关陇地区有胡夏、西秦、北凉及后仇池四国。
北魏崛起
北魏与南朝宋对峙图。关东方面，西燕在并州（今山西省范围）建国后，于394年被后燕帝慕容垂所灭。由于北魏帝拓跋圭派兵帮助西燕，所以隔年慕容垂派太子慕容宝北伐北魏。慕容宝于参合陂之战惨败给拓跋圭后，请求其父慕容垂为他雪耻。于是慕容垂于隔年亲率大军伐魏，攻陷平城，拓跋圭则率众北遁以回避之。但慕容垂于返途中去世，之后后燕逐渐衰弱。396年拓跋圭攻下并州，隔年慕容宝企图反击并州，最后被拓跋圭击败。而后拓跋圭大举入侵，围陷后燕首都中山，并迁都到平城。慕容宝则撤至根本之地龙城，后燕分裂为两地。此时慕容德不愿撤往北方，南下滑台，建国南燕，之后迁都至广固。后燕在慕容熙称帝后，君主昏庸，百姓劳苦，国家衰败。409年冯跋举兵杀慕容熙，拥高云为帝，建都龙城 ，之后冯跋继立，史称北燕。而南燕在慕容超继任后屡次攻伐东晋，最后于隔年被东晋的刘裕讨伐而亡。此时关东仅北魏、北燕两国。
北魏拓跋嗣继立后，时常攻掠南朝宋（刘裕篡东晋后所建之国）的河南地。423年北魏拓跋焘继立，他励精图治，国力大盛。拓跋焘在解除北方柔然的威胁后，开始统一华北。北魏对各民族的文化与制度采取包容态度，这减少北魏进军的阻碍，但也使北方民户复杂化。三年后拓跋焘大举伐夏，攻下关中，胡夏迁至平凉。430年西秦为北凉所逼，意图投降北魏，但隔年为夏帝赫连定所灭。赫连定意图再灭北凉以维持胡夏，但却被吐谷浑君主慕容慕璝袭击而俘虏，最后斩于北魏，胡夏亡。436年拓跋焘率军远征北燕，冯弘逃至高句丽，北燕亡，冯弘最后被杀。439年北魏大军围攻姑臧，沮渠牧犍出降，北凉亡。至此，北魏统一华北，进入“南北朝时期”。然而，还有后仇池未灭，直至443年方亡于北魏。
疆域与行政区划
西晋末年，全国共有21州。十六国时期，北方诸国的范围大约是华北地区及四川地区。疆域的变更可分成五期，分别是：前赵、后赵、成汉及东晋时期；前燕、前秦及东晋时期；前秦东晋对峙时期；诸国混战与东晋时期，此时北方以后燕及后秦最盛；北魏、胡夏、北凉及东晋时期。
虽然各国占地不大，但往往分置许多州，以致州境缩小。由于一些国家采胡汉分治的制度，所以设置各种族专属的行政区。例如前赵刘聪置左、右司隶及内史，用来统治汉人。单于左、右辅及都尉，则用来统治胡人。为求虚名，以表示境域广大，常将境外邻境的州增设于本国内。例如后燕设置雍州于长子（原属并州），成汉设置荆州于巴郡（原属梁州），南燕置并州于阴平（今江苏沭阳北）。所以往往多个国家同时拥有同名异地的州。北魏统一华北后即整合政区。由于州境缩小，郡失去意义而逐渐废除。
此外，北方诸国会成立侨州郡县以安置流民，通常会依据流民原籍来定新州郡名。如前燕慕容廆立国于辽东时，他将投奔来的冀州人设冀阳郡、豫州人设成周郡、青州人设营丘郡、并州人设唐国郡。河西在西晋末已有为流民设置的郡县，在张轨为凉州刺史时，就为秦、雍流民设置武兴郡。405年，西凉李皓即为南人置会稽郡、中州人置广夏郡。这些郡县略同于东晋南朝的侨州郡县，只是使用大略的地名而非流民原籍。
政治体制
十六国时代的统治的一个特色是胡汉分治，将汉人与胡人以不同的制度作统治。以汉赵（即前赵）为例，刘聪同时居皇帝（汉人的君主）和单于（胡人的首领），汉人以户为单位设官统治，而胡人以落（指以帐篷营生的单位）为单位，设不同系统的官员来统治。另一个统治特色是，以种族、部族为中心的政军结构。
许多国家延续原本游牧社会中，以部族和血缘为中心的体制，国家仅是各部族之间的联盟，因此各部族领袖在军政上有较高的权力，皇帝的君权较不能如其他朝代那样直接透过官僚机构达成，也容易造成因宗室、部族领袖之间发生内讧而造成内战。前秦的苻坚和王猛即希望针对加以改革但尚未完全成功，后来北魏的拓跋圭将部落解散，设立新的统治机构，才逐渐减弱这种统治特色。
许多五胡的君主如刘渊、苻坚等等皆深染中国文化，所以皆采用其文化如提倡儒术、禁止烝妻报嫂等等。九品中正制也继续使用，用来拔选世族（亦作士族）人才，使为己用。当时世族之所以和胡族君主合作，主要为了苟全性命，许多世族轻视胡族君主文化低落。甚至有些世族，告诫子孙不可将出仕胡族的经过写在墓碑上。
石勒曾典定士族九法、慕容宝定士族旧籍、苻坚复魏晋士籍，皆用来承认世族权利。石勒每破一州，必集中世族于“君子城”或“君子营”，下令不可欺辱之。华北动乱时，众多人民逃往辽东，慕容皝设侨郡收留，并辨别世族清浊，后来这些世族成为前燕的基石。直到后燕、西燕及南燕仍然继续执行。前秦苻坚受谋士王猛影响，十分热爱汉文化。他在攻灭前燕后，即听王猛建议，重用关东世族。后来在王猛与众士大夫经营之下，前秦国力提升。苻坚也接受“大一统”的思想，发兵南征，但大败。北魏拓跋鲜卑自开国之初即重用清河崔氏，大约亦采用九品中正制，至拓跋焘时期已出现了“中正官”的记载。这些都助长北方世族的发展。
军事制度
十六国时期的北方诸国多实行异族分治制度，或称为胡汉分治制度，在一国之中，实行两种不同的军政体制。对汉族人民，仍按汉族的传统方式进行统治。对少数民族，则按各自的部落传统进行统治。在军队形式上大致同西晋兵制，具有中军、外军组织及都督、将领等职务。中军直属中央，编为军、营，主要保卫京师；外军为中央直辖的各州都督所统率的军队。
在兵役制度方面，则是实行本族全民皆兵制度，并兼有魏晋世兵制的特点。只要是凡识于战斗的本族人民，皆作为军队基本兵力。其他人民方面皆实行征兵制，征发各郡、县的各族人民补充军队。其中汉族兵的来源，还包括来自投降的坞堡和招募的农民，一般都是终身为兵。
社会
五胡乱华后，中原残破不堪，人民四处逃难，形成流民潮。诸国君主亦掠夺人口，以充实国力，深深破坏北方的社会结构。残留在北方的世族，在面对险恶的环境下，有些聚集乡民和自家的附属人口，建立坞堡以便自守。而流民也纷纷投靠，形成人数众多的部曲。有些则与诸国君主合作，以保本族安全。五胡君主在建国后，为了能够统治中原地区，也需要熟悉典章制度的士大夫（世族）的协助。由于处境艰困，北方世族对同族常存抱恤的温情，家族组织趋向大家庭制，有远来相投的亲戚，莫不极力相助。在团结力量及参与政事后，北方世族并没有因战乱而衰落，反而经过长期相处，使胡人融入汉人文化中。
坞堡是一个自给自足的社会组织，投奔的流民可以受坞堡保护。人民必须服从坞主命令，平时接受军事训练及农业生产，战时成为保卫坞堡的战士。人民的生产所得也须课税给坞主。坞主除负责生产与作战外，也要提倡教育及制定法律。由于坞堡众多又难攻破，往往会左右战局，使得五胡君主十分忌讳。例如祖逖在北伐时，由于与当地坞堡合作，最后成功收复黄河以南领土，与石勒隔河相持。五胡君主为了解决坞堡问题，往往会与其妥协以笼络之。到北魏宗主督护出现，坞堡的时代渐渐过去。
人口
五胡乱华前北方各族分布图。在东汉至魏晋时期，北方各族陆续内迁至中原，与汉族一同居住，但是时常受到受汉官欺压或受汉人歧视。当时北方各族即受汉文化影响。如匈奴、氐族改用汉姓并学汉语及经书。中原也流行胡族文化，对于北方民族的生活用具、服装及音乐均感兴趣，并普遍食用牛羊酪浆。
五胡十六国时期北方各族更深入中原，当时在中原活跃的民族有鲜卑、乌桓、高句丽、丁零、羯、南匈奴、匈奴别支铁弗及卢水胡、以及西部的羌、氐、巴人。这些民族所建立国家属于渗透王朝。这些迁入的民族与滞留北方的汉人产生“文化采借”，双方逐渐进行文化交流与民族的融合，其中北方诸国的典章制度与礼仪法律几乎交由汉人制定。然而在交流中，因为思想冲突、种族纠纷及政治斗争等因素，时常发生破坏、屠杀等冲突。
在游牧民族入主中原的同时，连年的战乱使百姓向相对安定的地区迁移。成汉的益州（四川）、前凉的河西走廊、前燕的辽河流域吸引了大量难民，成为立国的基石。河西姑臧还成为丝绸之路上的经贸外来重镇。至于留在中原地区的人民则庇护在坞堡或是部落贵族。坞堡大多由世族豪强建立，主要作为军事防卫。世族豪强所拥有荫户不承担国家赋役，仅对坞主负有义务。为了保证国库收入和劳役来源，各族君主往往进行户口检查，将荫户复归于编户。
当北方诸国一一灭亡之后，由于草原故乡被柔然等新兴民族占据，而且已经适应中原文化与生活。所以这些民族绝大部分没有退返草原，而是留在中原与汉族合为一体。民族的融合直到北周、隋朝方完成。在东晋南朝方面，中原汉人在衣冠南渡后，也和当地汉人、山越等百越诸族、及南方其他各民族发生冲突及融合。在隋朝统一中国后，南北汉人的界线逐渐模糊，融为一体。
经济
鲜卑族的皮带扣，约3至4世纪之间。当时黄河南北与关中地区是遭受战祸最剧，经济破坏最为严重。当时人民不是依附坞堡，成为坞主的部曲。就是迁移至各国首都附近，提供生产或兵役用。各国也会互相掠夺人民、财富以充实国力或是补给军队。由于人民频繁的迁移，使得在初期难有经济发展。
有些国家在稳定之后，开始发展经济。例如后赵石勒在崛起过程中，大厮杀掠。但在立国后开始发展经济，劝课农桑，颁布的税收却比西晋还轻，经济逐渐复苏。但在石虎统治之后，劳役汉人，挥霍无度，经济下滑。另外，有些国家早在开创时期就已经打下基础，做好内政，吸引不少流民投靠。早在成汉成立之前，已有大批流民投靠巴氐李氏。李雄建立成汉后，在他统治之下“事少役稀﹐百姓富实”，成为最安定的地区。前燕慕容皝在统治辽东时即仿照曹魏，开放荒地让流民种植。前凉统治的河西地区，由于相对中原较少战乱，大量流民投奔。农业、畜牧业都有所发展。丝路也能保持畅通，使得首都姑臧成为商旅往来的枢纽，渐渐发展出“河西文化”。
前秦苻坚崇尚儒学，奖励文教。他任汉人王猛辅政，王猛发展经济，关中的农业、手工业和商业获得恢复和发展。使得前秦国势大盛，史称“关陇清晏，百姓丰乐”，打下统一华北的基础。前秦崩溃之后，后秦姚兴注重刑罚，惩治贪污，关中经济稍微恢复。之后西凉李皓在玉门关、阳关开垦荒地，史籍记载“年谷频登，百姓乐业”。北燕冯跋减轻赋役，南凉秃发乌孤注重农业，皆重视根据地的经济发展。
文化
边疆各族在华北地区立国后，互相混战。在这些国家中，以前秦（氐族）和后秦（羌族）的文化最为兴盛，其次则是鲜卑慕容氏建立的前燕及后燕。此外，汉族张轨、李皓所建立的前凉和西凉，更是当时的文化中心，史称“河西文化”。各国的统治者为了维护政权的稳定也发展教育。前赵刘曜设置太学、小学，选拔人才。前燕慕容皝设置官学，并著教材《太上章》和《典诫》。后秦、南凉设置律学，召集地方散吏入学。这促使北方各族接受汉文化，对于民族融合具有积极意义。
宗教
麦积山石窟的大佛像佛教早就在东汉时期传入中国，当时由于儒教兴盛，所以没有广泛发展。等到十六国时期，北方动荡不安，以致人人厌苦、家家思乱。时而感到人生无常，精神缺乏寄托。此时五胡君主希望利用佛教教理的戒恶修善、六道轮回来安抚各族百姓，并借由属于外来宗教的佛教来支持其政权。最后佛教得以在北方流行，并与南方佛教互相交流。至于道教，虽然在西晋就有五斗米道（天师道）的出现，但在十六国时期衰弱下来。一直到十六国末期北魏的寇谦之改革道教，才有能力与佛教抗衡。
当时从西域进入中土的僧侣，为数众多，或译经论，或弘教理。在佛图澄、道安及鸠摩罗什的推广下，为佛教奠定发扬的基石。五胡君主中，石勒、石虎、苻坚与姚兴等极力支持佛教发展。苻坚的从兄之子苻朗著有佛学论书《苻子》。佛图澄为西域僧人，他精通经文并擅长幻术。后赵的石勒、石虎奉他为“大和尚”，让他参与军政机要。并支持佛教发展，甚至下令不论华夷贵贱，都可以出家，开启汉人出家之端。道安为佛图澄的弟子，在晚年备受前秦苻坚的崇敬。他致力整理和翻译佛经，将长安经营成北方佛教的译经中心。他于襄阳编定《综理众经目录》，还为僧团制定法规，为寺院制度奠定基础。中国出家僧人改姓“释”，即是从道安开始。道安的弟子后来分布各地，成为传教的主要力量。
鸠摩罗什为西域龟兹人。382年，前秦苻坚听从道安之建议，命大将吕光西征龟兹、迎接鸠摩罗什到长安。但后来前秦大乱，吕光随即割据凉州，鸠摩罗什留居凉州共十七年。直到401年，后秦姚兴得以迎至长安。鸠摩罗什备受姚兴尊敬，待以国师之礼。当时僧人群聚长安，在鸠摩罗什主持下共译出《般若经》和大乘中观学派的论书《中论》、《十二门论》、《百论》及《大智度论》、《法华经》等三十五部两百多卷经典。这些皆成为后来佛学教派和宗派所依据的主要法典。
文学
《李柏文书》当时流传下来的诗及赋不多，可能因为艺术价值不高，所以流传不广。至于章奏符檄，《周书?王褒庾信传论》认为有可观之作，文风上接近西晋末年的风格。民歌方面，著名的大抵保存于《乐府诗集》的《梁鼓角横吹曲》。其中有出于氐族的《企喻歌》、出于羌族的《琅琊王歌辞》、出于鲜卑族的《慕容垂歌辞》。《晋书》的“载记”还保存一些当时的谚语，如流传于前秦的“长鞘马鞭击左股，太岁南行当复虏”、“河水清复清，苻诏死新城”等。
该时期的作品以前凉和前秦的文人居多。前凉张骏著有乐府诗《薤露》、《东门行》两首，收录于《乐府诗集》。前凉大臣谢艾的奏疏曾被《文心雕龙》提到，他的文集可在《隋书?经籍志》看到。西凉李皓所著的《述志赋》载于《晋书》本传，这篇赋表现出他建功立业的志趣和对西凉局势的懮虑，内容颇有文采。前秦赵整著有两首五言四句诗，用比兴的手法讽谏苻坚。他还有一首琴歌《阿得脂》是杂言体，有些字句难解，大约杂用氐语。苻坚的侄子苻朗为散文家，作有《苻子》，其中有不少片断颇具文学意味。女诗人苏蕙的《织锦回文诗》虽然有文字游戏的意味，但仍表现出遣词用语的功力，成为流传不绝的佳话。另外，后秦宗敞为王尚申辩的奏章，被吕超认为可与曹魏的陈琳、徐干，以及西晋的潘岳、陆机相比。后秦胡义周为赫连勃勃作《统万城铭》，获《周书?王褒庾信传论》赞扬为典雅庄重。
艺术
第275窟壁画
民族的大融合带来艺术文化的交流与整合，由于多元民族文化的渊源，不仅增补了固有文化停滞的不足，更可以强化文化新生发展的生机。由于佛教的兴盛，带动石窟雕像的发展。这个时期最突出的建筑类型是佛寺、佛塔和石窟。
佛教的兴盛带来高层佛塔的建筑以及印度、中亚一带的雕刻、绘画艺术。使当时的石窟、佛像、壁画等有了巨大发展，将汉代比较朴直的风格，变得更为成熟、圆淳。位居中国四大石窟的敦煌莫高窟和麦积山石窟，都是在十六国时期建造。
麦积山石窟始建于后秦时期（约384年前后），素有“东方雕塑陈列馆”美誉。敦煌莫高窟则建于前秦时期，是世界上现存规模最大、内容最丰富的佛教艺术地，以精美的壁画和塑像闻名于世。由于当时敦煌与西域各国交流频繁，使得早期的莫高窟包含河西文化及西域艺术的风格。其中属于十六国时期的275窟，绘有本生、佛传等故事画。这些绘画以圈圈晕染的方式凸显出人体特征，并以细线勾勒，画风豪放生动，是当时壁画的典型风格。
书法方面，著名的作品有前凉的《李柏文书》、前秦的《譬喻经》、西凉的《十诵比丘戒本经》和《妙法莲华经》等。其中《李柏文书》与东晋王羲之的《姨母帖》皆保存行、楷书变迁过程，对书写考究与风格变化有很高的参考价值。其他作品则介于书、楷之间。至于碑刻方面，著名作品有前秦的《广武将军碑》及《郑太尉祠碑》、北凉的《沮渠安周造像碑》等。其字体大多在隶、楷之间，风格墣茂古拙。《沮渠安固造像碑》为沮渠安固在高昌所立，原石在新疆吐鲁番高昌故城出土。《广武将军碑》则于前秦建元四年（368）刻。笔划浑朴，结构拙厚，天趣浑成。书法家于右任曾作《广武将军歌》以推崇之。由于前秦碑文稀少，所以此碑与《邓太尉祠碑》皆备受珍惜。
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