公元102年，汉和帝刘肇立邓绥为皇后，邓皇后一时风头正盛，蔡伦立即投靠了邓皇后。由于邓皇后喜欢舞文弄墨，于是蔡伦就潜心钻研西汉的造纸技术，准备造出一种真正的纸，来讨邓皇后开心。
最早在古书上记载出现可用于书写的纸是赫蹏或方絮。具体时间已无从考证，只知道与丝絮有些关系。但是这种纸制作工序麻烦，制作时间也十分的长，而且离传统意义上的纸还有些差距。
蔡伦细细研究前人的造纸技术，并加以改进。蔡伦为东汉汉明帝年间出生的人，离他最近的造纸技术当属于西汉年间。根据史学家考证，西汉年间所出产的纸应属于麻质纤维纸，质地粗糙，产量不高，而且也不利于书写，大多用于包装礼品之用。
蔡伦沿用树皮、破布等材料，再加上渔网、麻头等便宜易找的原材料，用沤浸或蒸煮的方法让原料在碱液中脱胶，并分散成纤维状，然后用切割和捶捣的方法切断纤维，并使纤维帚化，而成为纸浆。接着把纸浆渗水制成浆液，然后用捞纸器(篾席)捞浆，使纸浆在捞纸器上交织成薄片状的湿纸，最后把湿的纸放在太阳底下晒，晒干后就形成了纸。
蔡伦改进的造纸技术被认为是中国古代四大发明之一。先是在经济发达地区中传开，然后从汉中地区传至四川，然后传遍全国。而在国外的话，最早传入的是与我们相邻的朝鲜和日本。欧洲地区则是由阿拉伯人代为传入。
