大清剛開始對臺灣並無強烈的領土野心。部分官吏認為「臺灣僅彈丸之地，得之無所加，不得無所損」，倒不如「徙其人而空其地」，因此皇帝有意放棄臺灣，後因率兵攻臺的將領施琅力爭，才將臺灣併入大清帝國之版圖。清治初期，與福建廈門合署臺廈道，道署下設一府三縣，即臺灣府、諸羅縣、臺灣縣、鳳山縣，隸屬於福建省。但是，自從朱一貴事件後，清政府於雍正元年（1723年）不但將臺灣與廈門分署，從臺廈道升格為臺灣道，又在諸羅縣北部增設淡水廳與彰化縣。雍正五年（1727年），正式於臺南運作的臺灣道行政區劃之下，除既有一府四縣一廳外又於澎湖群島增設澎湖廳。嘉慶十七年（1812年），在宜蘭地區增設噶瑪蘭廳。

大清統治臺灣共計212年（1684年—1895年），儘管其最後並未放棄臺灣，但早期對臺灣仍採取「為防臺而治臺」的消極態度，為節省行政、治安成本限制人口成長，規定官吏不得攜家帶眷；駐軍採班兵制，三年輪調換班，家眷不得隨軍來臺。根據「台灣編查流寓令」中有關渡臺限制有三：一、渡行台灣者必須事先取得許可，密航者處以懲罰。二、渡行台灣者不得攜眷，已渡臺者亦不得接取家族。三、廣東屢成海盜淵藪，因積習未改，其住民不許渡臺（即渡臺禁令，因為粵東人在中國屢次幫助鄭軍對抗清軍）。嚴禁閩粵漢人無照移民臺灣，且不准攜帶家眷；但閩粵人民因山多田少，資源有限，乃不斷湧入。他們或正式持有墾照入臺，或買通船頭偷渡，冒「黑水溝」之險前往臺灣。

禁渡措施對臺灣的社會產生巨大影響，數次強制非法移居臺灣者返回原戶籍地；由於禁帶家眷，導致臺灣男女人口比例失衡，因此不少漢人男子娶平埔族女子為妻，造成平埔族人口減少；並產生童養媳等問題。大量無業的單身男子（被稱作羅漢腳）游手好閒，亦因漢人移民多輕視官府與法令，使社會治安敗壞。直到1874年牡丹社事件後，福建船政大臣沈葆楨才奏請解除該禁令。

定居來臺的漢人，著重於土地開墾和水利建設。土地開發的區域呈現為「由南而北，先西後東」的順序。今日臺灣尚有大量帶有「股」、「份」、「結」的地名，如五股、頭份、五結等，顯示當時已有墾戶股份或結首制的形式來開發土地。為了提高農作物收成，開始興修大量水利設施，著名的如位於今彰化縣的八堡圳、今臺北市的瑠公圳、今高雄市的曹公圳等。農業生產的主要作物則以稻米和甘蔗為主。同時，經濟的發展伴隨了港口與商貿的興起，隨著貿易量的發展，在臺灣府城之後，又有鹿港、艋舺等口岸發展興起，有「一府二鹿三艋舺」的說法。

1871年，54名琉球人因颱風而漂流到恆春半島，被原住民族所殺。日本派代表要求清政府處理，而清政府以「生番係我化外之民」為由拒絕，結果在1874年（同治十三年），大日本帝國派兵攻打臺灣南部牡丹社的原住民，是為牡丹社事件。之後清政府照會日方，要求日本撤軍，並承認此行動乃「保民義舉」，日方認為這等於放棄對琉球王國的宗主權，而清廷則認為「保民義舉」是指日方提出的受害漁民中有4人為小田縣人。 （實際上自從1609年日本出兵琉球之後，琉球王國就同時向中國明朝和日本薩摩藩雙方朝貢，已逐漸形成兩屬狀態。）同時自此以後，為因應國際局勢的變化，清政府於是積極擬定經營臺灣的方針。 1884年10月，中法戰爭時，法國海軍將領孤拔也曾佔領基隆，進攻淡水，並下令封鎖臺灣。

1875年，沈葆楨以大清帝國欽差大臣身份再度抵臺，儘管他在臺灣僅停留不足一年，卻對臺灣近代化有所建樹。他推行開山撫番的政策，下令開北、中、南三路通往後山，鼓勵漢人入山開墾，至此臺灣東部才逐漸納入大清帝國的領土，但在以武力開拓東部的過程中，也殺害了不少原住民族。此外廢除渡臺禁令，積極推動近代化建設，如機器採煤；在安平建新式炮臺億載金城等。沈葆楨數度奏請調整臺灣行政區劃。次年增設臺北府、恆春縣、埔里社廳、新竹縣、淡水縣、基隆廳，並改噶瑪蘭廳為宜蘭縣、諸羅縣為嘉義縣及增設卑南廳，全臺至此共被分為二府八縣四廳。之後經營臺灣的是福建巡撫丁日昌，他繼承了沈葆禎的現代化政策，修建了臺灣最早的電報線。

1885年，中法戰爭結束後，清政府感到了臺灣的重要性，提升臺灣的行政層級，將隸屬於福建省將近兩百年的臺灣獨立出來，改設為行省，並任劉銘傳為首任臺灣巡撫。伴隨臺灣建省，行政區劃再次調整，全臺從南到北分為三府（臺南府、臺灣府、臺北府）、一州（臺東直隸州）、十一縣（淡水、新竹、苗栗、臺灣、彰化、雲林、嘉義、安平、鳳山、恆春、宜蘭）、三廳（基隆、澎湖、埔里社）。劉銘傳在臺灣積極實施建設，在1891年有了大清帝國第一條官辦客運鐵路（基隆—新竹），南北普設可通福州的電報線，同時也設立郵政與新式學堂，臺北城的街頭亮起了路燈。在劉銘傳的積極治理下，臺灣成為當時大清帝國近代化程度最高的行省。