中国历史上的君主最初被称为后、帝、皇、王、天子等。皇帝称号则始创于秦始皇，他以自己一统海内的功绩为傲，认为自己德兼“三皇”、功过“五帝”，古往今来的统治者无人能及，宜用新的称号来标志自己的尊贵身份，于是创号“皇帝”，自己称“始皇帝”，规定后世称“二世皇帝”、“三世皇帝”，乃至千秋万世；与“皇帝”称号相对应的，秦始皇还创立并推行了一整套中央直接统治地方、加强中央集权、巩固皇帝政治权力的国家机制。这一整套体制在秦朝被民乱和战国诸侯后裔推翻后，被汉朝承袭并加以巩固，并随“皇帝”的称号流传后世。自秦始皇创制“皇帝”称号以来，中国后世王朝的最高君主纷纷以“皇帝”为号；而秦始皇创制的以“皇帝”为最高、最权威统治者的国家体制，也被称为帝制。

对皇帝的尊称历代不同，当面称呼皇帝有“陛下”、“皇上”、“圣上”或“万岁”等尊称，私下提及皇帝则需使用“圣人”、“官家”、“至尊”、“上”等尊称。

中国历史上在同一时期被公认为“皇帝”正统的只能是一个“大一统”政权的君主，该政权必须统治中国的大部分地区、并取得周围地区名义上的臣服，如此才能被肯定为“正统”。“正统”政权往往被称为“某朝”、“某代”，而不称为“某国”。历史上某些政权统治区域相对较小，其君主也在自己的国内称皇帝，却一般不被二十四史体系认同为真正的“皇帝”，实际仅相当于“国王”，如历史上越南地区的南越国，其开国君主对内称皇帝，对汉称臣。此类政权的称谓仅仅是“某国”，而不能称“某朝代”。在某些大分裂时期，中国没有公认正统的皇帝，如南北朝时与五代十国时期，同时有两个或数个中型王朝并立，这些中型王朝的实力超过了一般的“国”，各自称“皇帝”，并质疑对方的“正统性”，却始终没能实现一统海内的功绩。三国时期时，魏、蜀、吴三国国君也曾相继称帝；然而短暂地并存之后，由西晋完成了统一，成为了继汉朝而来的正统王朝。

中国历史上最早的正统朝代的标志之一是相传为夏朝大禹制作的九鼎，传至周代，到秦朝末年失传；自中国第一位皇帝秦始皇帝创制皇帝称号以来，正统朝代的标志则变成了始皇帝传国玉玺，然而该玉玺几经失传、后世所谓重新发现者又多是伪作，故而自晋以后已经基本丧失了其标志性地位。

中国皇帝一直延续到1912年2月12日溥仪退位，至此中国皇帝制结束，共和制建立。中华民国成立后，虽有袁世凯自称中华帝国皇帝、张勋推动辫军复辟、日本在中国东北扶植满洲国之傀儡皇帝溥仪，但都以失败告终。在中国历史上一共出现了83个王朝，共有559个帝王，包括397个帝和162个王。

历代中国的皇帝中，寿命最长的皇帝为清高宗弘历（乾隆皇帝），享年89岁；寿命最短的皇帝是东汉殇帝刘隆，不满2岁即驾崩。在位时间最长的皇帝是清圣祖玄烨（康熙皇帝），在位近62年；在位时间最短的是金末帝完颜承麟，在位仅半天。

在中国历史上，仅有一位得到普遍承认的女皇帝，是为唐朝时唐太宗宫人、唐高宗皇后，篡唐建“周”（史称武周），尊号“则天大圣皇帝”，即后世谓“武则天”者，其晚年退位将政权复归于自己的儿子，恢复了唐朝宗室，死后仍以唐高宗皇后的身份合葬于乾陵。唐朝之后虽然有多位太后临朝听政，具有皇帝的实权，但仅是有实无名，未再出现真正登基、享有皇帝称号的女帝政权出现。

在上古三皇五帝时代至夏、商时中国最高统治者生前的称号为“后”；从商朝开始，君主生前称“王”，死后改称为“帝”；如黄帝、后羿、后稷、帝喾、帝尧、帝纣等。

从周朝起，最高首领称为“天子”，周室称“王”作为天子的尊号，如周武王、周平王等。然而早在西周，楚国因反对周天子的统治已自称为王，及至战国，随着周天子彻底失势，陆续发生了徐州相王与五国相王等事件，使得本应是天下之主的王号成为单纯的一国之君号，不再有尊崇地位。

公元前288年，秦昭襄王曾自称“西帝”，并派大臣魏冉出使齐国，推举齐湣王为“东帝”。招致各方诸侯国的愤怒，在巨大压力下取消，齐王，秦王见称帝不得人心而取消了帝号。

秦朝建立后，因嬴政认为自己“德兼三皇、功盖五帝”，不愿沿用已经沦为一般国君称号的“王”，而建立“皇帝”一词作为最高统治者的正式称谓，自此以后“皇帝”取代了“帝”、“皇”、“后”与“王”，成为此后两千年来中国帝王专制社会最高统治者的称呼。并仍然与“天子”交互使用。

中国自秦朝以后的君主虽然大多数以皇帝做为天子的尊号，但仍有相当部分的君主不称皇帝。比如西楚霸王项羽、三国时期燕王公孙渊、前秦天王苻坚、十六国北燕及五凉的君主、五代十国吴越及荆南的半独立政权、太平天国的洪秀全（自称天王）等。本表基于只录入皇帝的原则，所以皇帝人数和该政权的实际君主数，并不相同。比如清代十二位君主，但努尔哈赤只是后金大汗不是大清皇帝，所以不计入皇帝人数。本列表中实际掌权的“朝代”与独立“政权”一律以粗体字来表示，而没有使用粗体字的往往都是以失败告终的政权与半独立政权。