在造纸术发明之前，我国商朝把汉字刻在龟甲兽骨上，但是甲骨的来源很有限，而且不便携带、保存，所以人们后来把汉字刻在简牍上。简和牍是用竹片或木片做成的，狭长的称“简”，略宽的称“牍”。由于一片简只能刻几个字，因此写一篇文章就要用许多简，写完之后人们再用绳子把简串起来，成为“册”。虽然做简牍的材料遍地都是，但是它们也太笨重了，据说秦始皇每天批阅用简牍写的奏折重达一石（约50斤）。后来人们用丝帛作为书写材料，它柔软轻便，易于书写，可惜量少价高，这一致命弱点使它难于推广使用。
在京城洛阳的皇宫里当官的蔡伦，当时主管监督制造宫中用的各种器物。他非常聪明，很会动脑子，经常和工匠们一起研究制作工艺。蔡伦看到皇帝每天要批阅堆成小山般的简牍，非常不方便，他就琢磨着要制作出一种轻便易用的书写材料，来取代笨重的简牍。
对于新的书写材料，蔡伦的第一个要求是轻便。因此用竹、木制成的简牍首先被排除在外，而丝帛倒是符合的，可惜原材料稀少。于是，蔡伦仔细观察了丝帛的生产过程，从分析丝帛的结构入手，发现它是由纤细的短纤维互相粘成的。于是，他把新材料定位在结构与丝帛相似、取材容易、价格低廉，从此时时处处留意着、寻觅着这种新材料。
有一天，蔡伦和几个小太监来到城外游玩。这是一个十分幽静的山谷，一条小溪潺潺流过，溪边垂柳依依，景色宜人。小太监们一路打打闹闹，嘻嘻哈哈，十分快活，唯独蔡伦心事重重，东张西望。忽然，他两眼一亮，快步走到溪边，蹲着不动了。
小太监们觉得非常奇怪，都围拢过来。只见蔡伦手里捧着湿湿的、破破烂烂的、像棉絮一样薄薄的东西发呆。
一个小太监忍不住说：“我还以为是什么好东西呢，原来是这破玩意儿！快扔了吧！”
蔡伦却仿佛什么也没听见，仍然痴痴地捧着。
那个小太监一个箭步走上去，抓起那棉絮一样的东西就要往水里扔。
蔡伦突然醒过来似的，紧紧抓着不放，嘴里喃喃地说：“找到了，找到了！”
小太监们都糊涂了，这蔡伦莫不是疯了、傻了，怎么把这破烂玩意儿当宝贝似的？
蔡伦双手捧着，三步并作两步，问河边的农夫：“老人家，这东西是怎么形成的？”
农夫笑着回答说：“这个呀，是漂在河里的树皮、烂麻、破渔网什么的，它们被水冲呀、泡呀，又被太阳晒，时间长了就成了这模样，到处都是呢！”
蔡伦抬头看着满山遍野的绿树，不由眉开眼笑。
回到宫里后，蔡伦马上投入了紧张的试验和制作，他挑选出树皮、破麻布、旧渔网等，让工匠把它们切碎剪断，放在一个大水池中浸泡。过了一段时间后，其中的杂物烂掉了，而纤维不易腐烂，就保留了下来。他再让工匠们把浸泡过的原料捞起，放入石臼中，不停搅拌，直到它们成为浆状物，然后再用竹篾把这黏糊糊的东西挑起来，等干燥后揭下来就变成了纸。
蔡伦带着工匠们反复试验，最后终于试制出既轻薄柔韧，又取材容易、来源广泛、价格低廉的纸。
公元105年，蔡伦奏请东汉和帝准予将他的造纸术向民间推广，他还挑选出挺括良好的纸，进献给汉和帝。汉和帝试用以后，非常满意，当场赞扬了蔡伦的这一创造发明，同时立刻下令把这个造纸技术推广开去。从此，中国的造纸技术进入了先进的行列。
人们为了纪念蔡伦，就把用这种造纸工艺造出来的纸称为“蔡侯纸”。
蔡伦造纸，千古流传。虽然今人不断地改进造纸术，但都没有离开纤维造纸的实质。造纸术的发明，不仅使纸张的应用走入寻常百姓家，而且大大减轻了成本代价，其影响是十分巨大的。蔡伦的不断探索精神，尤其值得我们学习。