張騫通西域是中西交通史上的里程碑，太史公用「鑿空」以示張騫開拓之功，此後「西北國始通於漢矣」。漢武經營西域無疑有「廣地萬里，重九譯，致殊俗，威德遍於四海」的政治目的，也有「斷匈奴右臂，隔絕南羌、月氏」的軍事用意，通西域的這些動機已成史家定論，但這並不排斥存在其他動機的可能性。因為人的行為動機本身就具有複雜性，有的明晰，有的潛隱。而帝王的動機由於隨時可以上升為國家意志、體現在經國方略上，私慾不得不被緣飾得冠冕堂皇而變得越發複雜，但通過對史料的分析，我們仍然能夠推斷出這類潛在動機。漢武帝通西域不但有政治、軍事的考慮，也有其私慾——求仙的考慮。
首先，漢武帝出生在一個神仙信仰瀰漫朝野的環境中，這是他一生熱衷求仙的社會基礎。神仙之說起於齊燕，「自(齊)威、(齊)宣、燕昭使人人海，求蓬萊、方丈、贏洲。」此後神仙之說在秦漢之際發生了些許變化，彼世的蹈虛色彩漸變為現世的長生期許。秦始皇稱帝后，曾「遣徐市發童男女數千人，人海求仙人」，形成「燕齊之士釋鋤耒，爭言神仙方士，於是趣咸陽者以千數」的熱鬧場面。經過齊威、齊宣、燕昭、秦始皇等君王的張揚和東方齊燕神仙家的鼓吹，神仙學說蔓延開來。「自齊威、宣之時，鄒子之徒，論著終始五德之運，……鄒衍以陰陽主運顯於諸侯，而燕齊海上之方士傳其術不能通，然則怪迂阿諛苟合之徒自此興，不可勝數也。」神仙信仰的吸引力能讓人「苦身勞形……棄二親，捐骨肉，絕五穀，廢詩書」，可見其對漢初社會的影響之大。漢初盛行的黃老思想也與神仙學說有著扯不清的關聯，「黃老起於齊，神仙之說與黃老通」。漢景帝時期，黃老之學儼然成了皇家子弟的必修課，「竇太后好黃帝、老子言，帝及太子諸竇不得不讀《黃帝》、《老子》，尊其術。」而此時的漢武帝正處於青少年時期。
其次，漢武帝行事尚功利，思想近齊學。而齊學的根底為鄒衍之學，「衍之學蓋陰陽五行家言，齊之儒者多承其緒餘。」漢武帝之世，表彰五經，外攘四夷，內改法度，集中展示了漢武帝「內多欲而外施仁義」的性格。基於這種性格漢武帝一直對祥瑞、符驗、占卜、巫蠱很感興趣，這在《孝武帝本紀》《封禪書》《龜策列傳》中有大量記載。對待生死，漢武帝一直缺少達觀的態度，渴望長生的動機伴其一生。為此漢武帝曾張揚祭祀，據《漢書·郊祀志》載，漢武帝祭祀的次數和規模遠遠多於其他任何一代漢帝。少翁、欒大、公孫卿等方士先後都曾用相似的手段得到漢武帝的恩寵。谷永在《諫成帝微行》中有這樣的描述：「漢興，新垣平、齊人少翁、公孫卿、欒大等，皆以仙人、黃冶、祭祠、事鬼使物、人海求仙採藥貴幸，賞賜累千金。大尤尊盛，至妻公主，爵位重累，震動海內。元鼎、元封之際。燕、齊之間，方士嗔目扼腕，言有神仙祭祀致福之數者以萬數。」
漢武帝渴望長生，企慕仙人的動機甚至影響到當時的許多重大政治事件。其一是封禪。錢穆先生認為：「武帝封禪最大動機，實由歆於方士神仙之說而起也。」其二是年號的設立。年號創始於「獲麟」，「元狩元年(公元前122年)，冬十月，行幸雍，祠五疇。獲白麟，作《白麟之歌》。」後來定這一年為「元狩」元年，由此倒推上去，把過去的18年劃分為三等份，分別名曰「建元」、「元光」、「元朔」。「獲麟」之後的第七個年頭，在汾陰又掘得一個大鼎，遂改元為「元鼎」。獲麟、得鼎，漢武帝都看作是神仙的惠顧，故有改元之舉。其三是改正朔，易服色。漢初一直沿用秦之《顓項歷》，元封七年(前104)，公孫卿、壺遂、司馬遷等上書改正朔，漢武帝企慕「黃帝合而不死」的傳聞，改元「太初」，以建寅月為歲首，服色黃，《太初歷》由此產生。如呂思勉所言：「武帝之崇儒，在其即位之初，而封泰山乃在其後三十年，改正朔，易服色則又在其後，其非用儒家言可知。武帝蓋全惑於方士之言，其封泰山，亦欲以求不死而已。終武帝世，方士之所費，蓋十倍於秦始皇。」在這些重大政治事件的背後都隱藏著漢武帝的求仙動機，溝通西域亦不排除有此種可能性。
在漢武帝以前，求仙的場所多發生在海上，目的是東海的仙山，齊君、燕主、秦王莫不如此。漢武帝又把求仙領域擴展到內陸的名山大川，祭祀足跡「遍於五嶽、四瀆矣。」然而「方士之候祠神人，人海求蓬萊，終無有驗。而公孫卿之候神者，猶以大人之躋為解，無有效。天子益怠厭方士之怪迂語矣，然羈縻不絕，冀遇其真。」尋找新的求仙方式，拓展新的求仙領域變得越發緊迫，而有關崑崙山的信仰恰好可以提供新的嘗試。崑崙山信仰在戰國之際已經同東海仙山信仰交融在一起。據聞一多、顧頡剛兩位先生的考證，崑崙神仙信仰甚至早於東海齊燕神仙信仰。崑崙山上的黃帝、西王母、禹、羿、帝江等神仙之所以能長生久視，「是由於食玉膏，飲沆瀣，漱正陽，含朝露」。但漢人對西方崑崙山的詳細情況所知甚少。《莊子·天地篇》有「黃帝游乎赤水之北，登乎崑崙之丘」的零星記載;賈誼在《新書，修政》中也曾提及堯帝身涉流沙，經崑崙山到蔥嶺以西會見西王母;《山海經》中的《西山經》《海內西經》《大荒西經》中也有一些崑崙山的描述，但也僅僅止於此而已。張騫通西域為漢武帝帶來了新的希望。
西域未通以前，漢人對其瞭解僅限於《山海經》《禹本紀》《易》等書上的零星記載。西域諸國在戰略上對抗擊匈奴意義重大，「漢方欲事滅胡，……因欲通使」，張騫此行的主要目的是說服大月氏牽制匈奴，這一點是沒有疑義的，但除此以外，他是否還肩負著漢武帝別的想法？從時間上來看，張騫第一次出使在建元二年(前139年)，此時漢與匈奴尚處於和親時期，漢武帝也尚未親政。元光二年(前132年)馬邑之圍後，和親斷絕，漢匈戰爭才開始。張騫第一次出使並沒有完成聯合大月氏共擊匈奴的使命，但他的西行匯報倒是引起了漢武帝的極大興趣。張騫描述了親歷的大宛、康居、大月氏、大夏以及間接瞭解的烏孫、奄蔡、安息、條枝、身毒等國的方位、大小、強弱、習俗等。值得注意的是張騫對殊方異物、海外奇談的介紹：「大宛……多善馬，馬汗血，其先天馬子也。」「安息長老傳聞條枝有弱水、西王母，而未見。」其中「(于闐)其南則河源出焉。多玉石，河注中國」的描述與「河九折注於海，而流不絕者，崑崙之輸也」相吻合。這些內容與張騫出使的主要目的本沒有什麼關係，不知是漢武帝在臨行前有所囑托還是張騫曲意投其所好，張騫的匯報使「天子欣然」，並即刻命張騫從西南方向尋找通大夏的道路。而大夏並不是此行的主要目的地，況且西南夷在建元末年曾經營過一段，後來因為事難費巨而終止。「初，漢欲通西南夷，費多， 道不通，罷之。及張騫言可以通大夏，乃復事西南夷。」此時在北方，漢與匈奴的戰事正是最吃緊時，而西域諸國並沒有聯漢抗匈的意願，由此可見大夏諸國對漢武帝的吸引應該另有原因。「廣地萬里，重九譯，致殊俗，威德遍於四海」的背後不排除有漢武帝求仙的慾望。張騫的第二次西域之行從軍事的角度來看，已經完全沒有必要了。對匈奴最關鍵性的戰役——元朔五年(前124年)擊敗右賢王、元狩二年(前121年)收復河西、元狩四年(前119)漠北之役已經結束，「是後匈奴遠遁，而幕南無王庭」，匈奴對漢的威脅已基本解除。此時漢武帝仍然念念不忘大夏，「數問騫大夏之屬」陶並再次令張騫出使，顯然有別的目的。「漢使窮河源，河源出於寞，其山多玉石，採來，天子案古圖書，名河所出山日崑崙雲。」而再次通使西域諸國的目的很可能就是去探尋通往崑崙山的途經。在漢人心中，崑崙山是與東海仙山並列的仙人淵藪。「天之門在西北，升天之人宜從崑崙上。」這雖是後漢人的記載，但前漢在觀念上也同樣堅信這一點，《淮南子》曾把崑崙山描述成宇宙的中心：「中央之極，自崑崙東絕兩恆山，日月之所道，江漢之所出。」漢武帝探訪崑崙山的路徑是為可能的求仙做準備。這恐怕才是漢武帝通西域的個人興趣之所在。
鑒於黃帝有馭龍升天的先例，漢武帝對「天馬」也表現出極大的熱情。「武帝好仙，常庶幾天馬來，當乘之往發崑崙也。」張騫對大宛「天馬」的介紹讓漢武帝一直不能忘懷，「天子發書《易》，云：『神馬當從西北來。』」為了得到「天馬」，漢武帝「益發使抵安息、黎軒、條枝、身毒國。」「天子好宛馬，使者相望於道。」當聽說「宛有善馬在貳師城，匿不肯與漢使」後，漢武帝「聞之甘心，使壯士車令等持千金及金馬以請宛王貳師城善馬。」遭到拒絕後，太初元年(前104年)「拜李廣利為貳師將軍，發屬國六千騎，及郡國惡少年數萬人，以往伐宛。期至貳師城取善馬，故號『貳師將軍』。」這也是漢武帝發動的最遙遠的一場戰爭，李廣利初征失利正趕上趙破奴在浞野敗於匈奴，大臣們建議罷擊宛軍，以專力攻胡。漢武帝以「大夏之屬輕漢，而宛善馬絕不來」，「為外國笑」為由，準備繼續增兵再次遠征。這種借口顯然是牽強的，難道漢武帝初年的和親政策就不怕「為外國笑」嗎？恐怕「宛善馬絕不來」才是漢武帝真正介意的。經過元朔、元狩連年的漢匈之戰，國庫已告罄，此次漢武帝為了伐宛，更是連犯人都用上了。在這只由傾國之力組成的遠征軍中，有兩個特殊的軍官值得注意，「拜習馬者二人為執驅校尉，備破宛擇取其善馬」。能說漢武帝通西域沒有求仙的考慮嗎？當初，漢武帝得烏孫馬好時，命名名曰「天馬」。太初四年(前101)破宛得汗血馬後，更名烏孫馬曰「西極」，名大宛馬曰「天馬」，並「作《西極天馬之歌》」以示祥瑞，這一年漢武帝56歲。此後，漢武帝對仙人的興趣並沒有減弱，還三幸東海、三封泰山。
從通西域的理論依據上來看，漢武所本乃《山海經》《禹本紀》之類典籍。《大宛列傳》最後有這樣一段文字頗耐尋味：「太史公曰：《禹本紀》言『河出崑崙。崑崙其高兩千五百餘里，日月所相避隱為光明也。其上有醴泉、瑤池。』今自張騫使大夏之後也，窮河源，惡睹本紀所謂崑崙者乎？故言九州山川，《尚書》近之矣。至《禹本紀》、《山海經》所有怪物，余不敢言之也。」司馬遷認為，張騫的出使證明了《山海經》《禹本紀》的誣妄，人們以此書來判斷、揣度西域不見得可靠。但這恰恰從反面說明當時人對西域印象的來源依據正是此二書。還有一段材料也能反映漢人對西域瞭解的依據就是《山海經》。據《後漢書·西域列傳》載：「班超遣掾甘英窮臨西海而還。皆前世所不至，《山經》所未詳。莫不備其風土，傳其珍怪焉。」後漢時期尚且拿《山海經》參照西行的見聞，前漢西行就更沒有其他的參照了。《山海經》本是一部巫書，漢武帝以此為據通西域，恐怕也是求仙動機使然。從後代流傳的《漢武帝故事》等志怪故事來看。漢武帝與崑崙求仙可能存在某種關係。東部海上及內陸的求仙一直沒有什麼著落，所以漢武帝在張騫死後，仍然沒有放鬆對西方的探索，為了保護西行的通道，漢朝在輪台、渠梨等處置兵屯田，以供應往來的使節。這為漢朝的財政增加了不少負擔。且天漢二年(前99年)以來，北方與匈奴的戰事連連失利。百姓負擔極重，民變四起，這一切最終導致征和四年(前89年)的輪台罪己詔。西域為什麼這麼吸引漢武帝？使他在治國戰略上輕重失序，從而導致晚年的悔過。
在「朕即國家」的專制形態下，帝王的私慾很容易影響到國家政治決策。升仙的企圖伴隨著漢武帝的一生，《武帝本紀》《封禪書》有大量如實的記載，以至在許多戰略性的事件上，往往也會投下求仙的影子，開通西域亦是其中之一。漢武帝曾說：「嗟乎！吾誠得如黃帝，吾視去妻子如脫屣耳。」聯繫這一點，就不難理解當北部戰局接連失利後，漢武帝沒有進行戰略轉移，仍以傾國之力繼續西進。黃帝、西王母、崑崙山、天馬等對漢武帝的吸引對開通西域策略不能說沒有任何關係。史家敘事雖有秉筆直書的傳統，但為尊長者諱也是必不可少的，據說漢武帝當年對太史公為自己作的「本紀」很不滿意，鑒於此，通西域與求仙的直接證據不見載於史書。