在政权建设方面，德川幕府采用的是“幕藩体制”。即中央政权是幕府，地方分为200多个半独立的藩。幕府组织分为统治全国的中央机构和负责幕府直辖领地的地方机构。中央机构在将军之下设大老、老中、若年寄三个职务，其中大老是非常设最高官职，老中是负责日常行政的最高常设官员，若年寄辅助老中管理旗本、御家人等。同时，设置监察大名的大目付、监察一般武士的目付、管理寺院的寺社奉行、管理幕府直辖领地的勘定奉行以及大番头、小姓组番头、书院番头等军队首领等官职。地方机构设有京都司代、町奉行以及奉行等职，其中京都司代负责与皇室、公卿贵族的交涉和监督，城代是管理重要城市的官员，町奉行是管理特殊城市的官员，奉行是管理指定城市的官员。另外还设有相当将军秘书的“御用人”，其通常职能是传达将军命令给老中，但因这些人员多为将军的亲信或政治顾问，容易掌握大权。
幕府之所以能够号令天下，其背景是强大的经济和军事实力。幕府拥有收获量400万石的直辖领地，另外还有300万石的家臣旗本封地，共700万石，约占全国3000万石总收获量的四分之一，最大的加贺藩前田氏领地也仅有102万石。同时，幕府垄断金银矿山开采和货币铸造，并控制江户、京都、大阪、长崎、堺等大城市的工商税金。全国的军事指挥权也由幕府将军直接掌握，直辖将军的常备军称为“家臣团”，成员为有封地并能晋见将军的旗本以及仅领取俸禄（大米）且不能晋见将军的御家人。旗本可构成八万人规模的军队，御家人也有两万人左右。旗本组成大番、书院番及小姓组番等，御家人组成徒士组、铁炮百人组等。旗本及御家人除平时担任幕府的守卫工作外，还担任幕府的中下级官员以及幕府直辖领地的代官等职。
幕府将直辖领地及家臣封地以外的土地封给200多个藩主（大名），这些大名按照与幕府的亲疏关系分为三类，即亲藩大名、谱代大名和外样大名。亲藩大名与德川家族具有血缘关系，其中有能够继承将军职务的御三家（水户、尾张、纪伊三藩）以及御三卿（田安、一桥、清水三藩）；谱代大名是“关原之战”之前臣服德川家族的大名，外样大名则是在其后臣服德川家族的大名。亲藩大名和谱代大名大多配置在重要地区，前者给予较高的名誉，但没有实权，后者领地虽然较少，但可以担任重要幕府职务，而外样大名虽然领地较大，但不仅被置于偏远地区，周边还有谱代大名对其进行监视，而且也不能参与幕政。为有效控制各藩，幕府在1615年颁布“一国一城令”，即一个藩只能修建一座城堡，供大名居住和处理政务；1635年幕府颁布《武家诸法度》，其中规定大名负有“参觐交代制”的义务，即在江户及领地间轮流居一年，同时各大名还要负担幕府的军役和重大工程。另一方面，诸藩大名在自己领地内具有相对独立的统治权，设置藩机构和官职，武士组成家臣团。这种双重统治结构史称“幕藩体制”。