Au milieu du XIXe siècle, Paris se présente à peu près sous le même aspect qu'au Moyen Âge : les rues y sont encore sombres, étroites et insalubres. Lors de son séjour en Angleterre (1846-1848), Napoléon III avait été fortement impressionné par Londres : il est vrai que la reconstruction de la capitale anglaise suite à l'incendie de 1666 avait fait de cette ville une référence en matière d'hygiène et d'urbanisme ; et l'empereur voulait faire de Paris une ville aussi prestigieuse que Londres ; ce sera le point de départ de l'action du nouveau préfet.
L'idée maîtresse des travaux est une meilleure circulation de l'air et des hommes, en adéquation avec les théories hygiénistes, héritées des « Lumières » et qui sont alors en plein essor, mais aussi en réaction à l'épidémie de choléra de 1832. Un autre objectif, moins avoué, est de maîtriser d'éventuels soulèvements populaires, en souvenir de ceux de 1830 et 1848. Cette campagne sera intitulée « Paris embellie, Paris agrandie, Paris assainie ». Haussmann a l'obsession de la ligne droite, ce que l'on a appelé le « culte de l'axe » au XVIIe siècle. Pour cela, il est prêt à amputer des espaces structurants comme le jardin du Luxembourg mais aussi à démolir certains bâtiments comme le marché des Innocents ou l'église Saint-Benoît. Des boulevards et avenues sont percés de la place du Trône à la place de l'Étoile, de la gare de l'Est à l'Observatoire. Haussmann donne également aux Champs-Élysées leur visage d'aujourd'hui.
Dans le but d'améliorer l'hygiène, par une meilleure qualité de l'air, suivant les recommandations de son prédécesseur le préfet Rambuteau, il aménage un certain nombre de parcs et jardins : ainsi sont créés, outre de nombreux squares, le parc Montsouris ou encore le parc des Buttes-Chaumont. D'autres espaces déjà existants sont transformés et passent du statut d'espaces verts à celui de hauts lieux voués à la promenade (c'est le cas des bois de Vincennes et Boulogne). Des règlements imposent des normes