พระองค์ทรงปกครองประเทศด้วยพระปรีชาสามารถ ทรงเสริมสร้างกำลังป้องกันราชอาณาจักร โปรดให้สร้างป้อมปราการตามปากแม่น้ำสำคัญ และหัวเมืองชายทะเล

ด้านความมั่นคง

พระองค์ได้ทรงป้องกันราชอาณาจักรด้วยการส่งกองทัพไปสกัดทัพของเจ้าอนุวงศ์แห่งเวียงจันทน์ ไม่ให้ยกทัพเข้ามาถึงชานพระนครและขัดขวางไม่ให้เวียงจันทน์เข้าครอบครองหัวเมืองอีสานของสยาม นอกจากนี้ พระองค์ทรงประสบความสำเร็จในการทำให้สยามกับญวนยุติการสู้รบระหว่างกันเกี่ยวกับเรื่องเขมรโดยที่สยามไม่ได้เสียเปรียบญวนแต่อย่างใด

ด้านการคมนาคม

ในรัชสมัยของพระองค์ใช้ทางน้ำเป็นสำคัญ ทั้งในการสงครามและการค้าขาย คลองจึงมีความสำคัญมากในการย่นระยะทางจากเมืองหนึ่งไปอีกเมืองหนึ่ง จึงโปรดฯให้มีการขุดคลองขึ้น เช่น คลองบางขุนเทียน คลองบางขนาก และ คลองหมาหอน

ด้านการทำนุบำรุงพระพุทธศาสนา

พระองค์ทรงเลื่อมใสในพระพุทธศาสนามาก และได้ทรงสร้างพระพุทธรูปมากมายเช่น พระประธานในอุโบสถวัดสุทัศนเทพวรารามราชวรมหาวิหาร วัดเฉลิมพระเกียรติ วัดปรินายก และวัดนางนอง ทรงสร้างวัดใหม่ขึ้น 3 วัด คือ วัดบวรนิเวศราชวรวิหาร วัดเทพธิดารามวรวิหารและวัดราชนัดดารามวรวิหาร ทรงบูรณปฏิสังขรณ์ วัดเก่าอีก 35 วัด เช่น วัดพระศรีรัตนศาสดาราม ซึ่งสร้างมาแต่รัชกาลที่ 1 วัดอรุณราชวรารามราชวรมหาวิหาร วัดราชโอรสารามราชวรวิหาร เป็นต้น

ด้านการศึกษา

ทรงทำนุบำรุงและสนับสนุนการศึกษา โปรดเกล้าฯ ให้พระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมหลวงวงศาธิราชสนิท แต่งตำราเรียนภาษาไทยขึ้นเล่มหนึ่งคือ หนังสือจินดามณี โปรดเกล้าฯ ให้ผู้รู้นำตำราต่าง ๆ มาจารึกลงในศิลาตามศาลารอบพุทธาวาสวัดพระเชตุพนวิมลมังคลารามราชวรมหาวิหาร ปั้นตั้งไว้ตามเขามอและเขียนไว้ตามฝาผนังต่าง ๆ มีทั้งอักษรศาสตร์ แพทยศาสตร์ พุทธศาสนศึกษา โบราณคดี ฯลฯ เพื่อเป็นการเผยแพร่วิชาการสาขาต่าง ๆ จึงอาจกล่าวได้ว่า วัดพระเชตุพนวิมลมังคลารามเป็นมหาวิทยาลัยแห่งแรกของกรุงสยาม

ด้านสังคมสงเคราะห์

พระองค์ทรงเอาพระทัยใส่ดูแลทุกข์สุขของราษฎร ด้วยมีพระบรมราชวินิจฉัยว่า ไม่ทรงสามารถจะบำบัดทุกข์ให้ราษฎรได้ หากไม่เสด็จออกนอกพระราชวัง เพราะราษฎรจะร้องถวายฏีกาได้ต่อเมื่อพระคลังเวลาเสด็จออกนอกพระราชวังเท่านั้น จึงโปรดให้นำกลองวินิจฉัยเภรีออกตั้ง ณ ทิมดาบกรมวัง ในพระบรมมหาราชวัง เพื่อราษฎรผู้มีทุกข์จะได้ตีกลองร้องถวายฎีกาไปทูลเกล้าทูลกระหม่อมถวาย เพื่อให้มีการชำระความกันต่อไป โดยพระองค์จะคอยซักถามอยู่เนื่อง ๆ ทำให้ตุลาการ ผู้ทำการพิพากษาไม่อาจพลิกแพลงคดีเป็นอื่นได้

ในรัชสมัยของพระองค์ได้มีมิชชันนารีชาวอเมริกันและชาวอังกฤษเดินทางเข้ามาเผยแพร่ศาสนาคริสต์เพิ่มมากขึ้น หนึ่งในจำนวนนี้คือศาสนาจารย์ นายแพทย์แดน บีช บรัดเลย์ หรือที่คนไทยรู้จักกันดีในนาม "หมอบรัดเลย์" ได้เป็นผู้ริเริ่มให้มีการปลูกฝีป้องกันไข้ทรพิษ และการฉีดวัคซีนป้องกันอหิวาตกโรคและการทำผ่าตัดขึ้นเป็นครั้งแรกในกรุงรัตนโกสินทร์ นอกจากนี้หมอบรัดเลย์ยังได้คิดตัวพิมพ์อักษรไทยขึ้น (ปี พ.ศ. 2379) ทำให้มีการพิมพ์หนังสือภาษาไทยเป็นครั้งแรกโดยพิมพ์คำสอนศาสนาคริสต์เป็นภาษาไทย เมื่อวันที่ 26 ตุลาคม พ.ศ. 2379 ต่อมาปี พ.ศ. 2385 หมอบรัดเลย์พิมพ์ปฏิทินภาษาไทยขึ้นเป็นครั้งแรก

ในด้านการหนังสือพิมพ์ฉบับแรกในสมัยรัชกาลที่ 3 หมอบรัดเลย์ได้ออกหนังสือพิมพ์แถลงข่าวรายปักษ์เป็นภาษาไทย ชื่อ บางกอกรีคอร์เดอร์ (Bangkok Recorder) มีเรื่องสารคดี ข่าวราชการ ข่าวการค้า ข่าวเบ็ดเตล็ด ฉบับแรกออกเมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม พ.ศ. 2387

หนังสือบทกลอนเล่มแรกที่พิมพ์ขายและผู้เขียนได้รับค่าลิขสิทธิ์คือ นิราศลอนดอน ของหม่อมราโชทัย (หม่อมราชวงศ์กระต่าย อิศรางกูร) โดย หมอบรัดเลย์ ซื้อกรรมสิทธิ์ไปพิมพ์ในราคา 400 บาท เมื่อวันที่ 15 มิถุนายน พ.ศ. 2404 และตีพิมพ์จำหน่ายครั้งแรกเมื่อวันที่ 6 พฤศจิกายน พ.ศ. 2404

ด้านการค้ากับต่างประเทศ

พระองค์ทรงสนับสนุนส่งเสริมการค้าขายกับต่างประเทศ ทั้งกับชาวเอเชียและชาวยุโรป โดยเฉพาะอย่างยิ่งการค้ากับจีนมาตั้งแต่เมื่อครั้งพระองค์ทรงดำรงพระอิสสริยศเป็นกรมหมื่นเจษฎาบดินทร์ ส่งผลให้พระคลังสินค้ามีรายได้เพิ่มมากขึ้น นอกจากนี้ มีการแต่งสำเภาทั้งของราชการ เจ้านาย ขุนนางชั้นผู้ใหญ่ และพ่อค้าชาวจีนไปค้าขายยังเมืองจีนและประเทศใกล้เคียง รวมถึงการเปิดค้าขายกับมหาอำนาจตะวันตกจนมีการลงนามในสนธิสัญญาระหว่างกันคือ สนธิสัญญาเบอร์นี พ.ศ. 2369 และ 6 ปีต่อมาก็ได้เปิดสัมพันธไมตรีกับสหรัฐอเมริกาและมีการทำสนธิสัญญาต่อกันใน พ.ศ. 2375 นับเป็นสนธิสัญญาฉบับแรกที่สหรัฐอเมริกาทำกับประเทศทางตะวันออก ส่งผลให้ไทยได้ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจอย่างมาก

ด้านศิลปกรรม

พระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้บูรณะปฏิสงขรณ์พระปรางค์วัดอรุณราชวรารามจนแล้วเสร็จ และทรงมีรับสั่งให้สร้างเรือสำเภาก่อด้วยอิฐในวัดยานนาวา เพื่อให้ประชาชนได้รู้ว่าเรือสำเภานั้นมีรูปร่างลักษณะอย่างไร เพราะทรงเล็งเห็นว่าภายหน้าจะไม่มีการสร้างเรือสำเภาอีกแล้ว

สำหรับวรรณกรรม พระองค์โปรดเกล้าฯ ให้นักปราชญ์ราชบัณฑิตจารึกวรรณคดีที่สำคัญ ๆ และวิชาแพทย์แผนโบราณลงบนแผ่นศิลา แล้วติดไว้ตามศาลารายรอบพระอุโบสถ รอบพระมหาเจดีย์บริเวณวัดพระเชตุพนวิมลมังคลาราม เพื่อให้ประชาชนได้ศึกษาหาความรู้