在纸出现以前，人类曾经使用过许多材料来写字记事。最初是把文字刻在龟甲上或兽骨上，叫做甲骨文。商周时代，人们又把文字铸在青铜器上，或者刻在石头上，叫做钟鼎文、石鼓文。到了春秋末期，人们开始使用新的书写记事材料，叫做“简牍”，“简”就是竹片，“牍”就是木片。把文字写在竹片、木片上，十分便捷，可是连篇累牍，十分笨重。当时，也有用绢帛作书写材料的，但绢帛价格昂贵，一般人用不起。
伴随着生产的发展，社会的进步，人类不断地在寻找新的书写材料，最终发明了理想的书写材料，那就是纸。造纸术的发明，不但改变了“简重而帛贵”的现状，而且促进了人类文明的进程。那么造纸术是谁发明的呢？长期以来一般都归功于东汉时的宦官蔡伦，《后汉书·蔡伦传》明确记载：“自古书契多编以竹简，其用缣帛（即按书写需要裁好的丝织品）者谓之为纸。缣贵而简重，并不便于人。伦乃创意（发明、创造）用树肤、麻头及敝布、渔网以为纸。元兴元年，奏上之。帝善其能，自是莫不从用焉，故天下咸称‘蔡侯纸’。”由于《后汉书》作者对这一事件的记录非常明确，而且《后汉书》在当时和历史上都具有重要意义和地位，所以在没有其他历史文献为证的情况下，后人认定，是东汉蔡伦发明了造纸术。一些学者把蔡伦向汉和帝刘肇献纸的公元105年，作为纸的诞生年份。
但自从1933年，已故考古学家黄文弼在新疆罗布淖尔地区发现了一片西汉中叶古纸后，部分学者开始对造纸术的发明问题产生了不同的看法。这是一片麻纸，长约四十厘米，宽约一百厘米，纸面可清晰见到麻，在同一遗址中还发现有汉元帝元年（公元前48年）的木简，因此，黄文弼认为该纸当为西汉时期的文物，比“蔡伦造纸”早了一个半世纪。其后是1957年，在西安市东郊的灞桥再次出土了比新疆罗布泊的纸还要早约一个世纪的西汉初期的古纸，而且有数十张之多，灞桥纸主要由大麻和少量苎麻的纤维所制成。在此之后，1973年在甘肃居延汉代金关遗址出土了西汉时的麻纸“居延纸”，1978年在陕西扶风中颜村汉代窖藏中，也出土了西汉时的麻纸“扶风纸”。1979年在敦煌汉代烽燧遗址中掘出的“马圈湾纸”，1986年，在甘肃天水市附近的放马滩古墓葬中，出土了西汉初年文、景二帝时期（公元前179～前141年）的绘有地图的麻纸“放马滩纸”。1990年，在敦煌甜水井西汉邮驿遗址中发掘出了多张麻纸，其中三张纸上还书写有文字。2002年，甘肃敦煌悬泉置遗址出土了二百多片纸文书残片和麻纸，定名为蔡伦前纸——悬泉置纸。从同时出土的纪年简牍和烽燧砖块看，遗址的上限为汉武太始三年（公元前94年），下限至魏晋，历时400年左右。主要用麻织物和很细的丝织物制作，用于书写文件、信件及包裹物品。
这部分学者指出，除此以外，早在蔡伦以前，在史籍里也有一些关于纸的记载。如《三辅旧事》上曾说：卫太子刘据鼻子很大，汉武帝不喜欢他。江充给他出了个主意，教他再去见武帝时“当持纸蔽其鼻”。太子听从了江充的话，用纸将鼻子掩盖住，进宫去见武帝。汉武帝大怒。这件事发生于公元前91年。又如《汉书·赵皇后传》记载：汉武帝宠妃赵飞燕的妹妹赵昭仪要害死后宫女官曹伟能，就派人送去毒药和一封“赫蹄书”，逼曹伟能自杀。据东汉人应劭解释，“赫蹄”就是“薄小纸也”（后人称为丝棉纸）。再如《后汉书·贾逵传》说，公元76年汉章帝令贾逵选二十人教以《左氏传》，并“给简、纸经传各一通”。以上有关纸的文献记载，都早于公元105年，即蔡伦向汉和帝献纸那一年。
综合考古发现和史书记载，持否定造纸术是蔡伦发明的学者认为，“发明造纸术的是西汉劳动人民。东汉劳动人民在继承西汉造纸技术后，又有所改进、发展和提高。至和帝时，尚方令蔡伦组织少府尚方作坊充足的人力、物力，监制出一批精工于前世的良纸，于元兴元年奏上，经推广后，‘自是天下莫不从用焉’。”这是争论中的一种意见。现在学术界倾向于这一种观点，就连中学教科书也将“蔡伦发明纸”改为“蔡伦改进纸”。
然而，另一种意见则坚持认为，蔡伦是我国造纸术的发明者。这部分学者指出，根据汉代许慎《说文解字》中有关纸的解释，在蔡伦之前古代文献中所提到的纸，都是丝质纤维所造的，实际上不是纸，只是漂丝的副产品。根据造纸的一般原理，要造成一张中国式的植物纤维纸，一般都要经过剪切、沤煮、打浆、悬浮、抄造、定型干燥等基本操作。本世纪考古学家发现的几种“纸”，实际上都不符合这一特征。
例如“灞桥纸”，经过实体显微镜和扫描电子显微镜对其纸样进行观察，不少纤维束横过整个纸状物表面，而且大多数纤维在自然端部并未断开，从纸状物的边缘又折回到其表面上来。这说明所谓灞桥纸基本上未经过造纸过程必不可少的重要环节——剪切。显微镜还观察到“灞桥纸”纤维壁光滑完整，无帚化分丝起毛现象，这说明所谓灞桥纸未经过造纸的另一个关键环节——打浆。“灞桥纸”没有经过剪切、打浆等造纸的基本操作过程，不能算真正的纸。或许只是沤过的纺织品下脚料，如乱麻。线头等纤维的堆积物，由于长年垫衬在古墓的铜镜之下，受镜身重量的压力而形成的片状。并且“灞桥纸”的发现过程也值得怀疑，当时出土物已经离开了现场，是四天之后在工人宿舍存放的出土物中捡到的，而且捡来之后散乱地放置在取土处一旁的空地上，长时间无人管，并非是外界宣扬的从“西汉墓”取出。有的研究者还从出土的灞桥纸上辨认出上面留有与正楷体相仿的字迹，酷似新疆出土的东晋写本《三国志·孙权传》上的字体，据此认为灞桥纸可能是晋代的产品。
对于蔡伦前纸——悬泉置纸被定为西汉纸，同样证据不足。悬泉置纸出土遗址一年中大多数时候风沙强劲，风沙搅动地表随时可扰乱废弃堆积物（古纸主要是从垃圾堆积坑中掘得的）。历史上，悬泉驿站曾多次翻修重建，旁边有魏晋烽燧遗址，烽燧亦多次坍塌重建和修缮，驿站本身曾被掩过，被大火烧过。在这诸多的因素下，考古中的土层和器物的关系就显得有些复杂，许多时候需要考古人员用经验去识别和判断，如果机械地仅仅依据土层和器物共生的关系，难免会捉襟见肘。譬如在第一层（表土层），就出土了不应该同时出现的西汉纪年竹简和宋明时的器物。并且根据书法学家鉴定，悬泉“西汉纸”上的字迹明显地显示了魏晋时代的书法特征，这与“西汉纸”出现了时间上的错位。
另外几种西汉纸，经现代技术检测，居延纸与扶风纸属同一种类型，它们虽具备了纸的初步形态，但它们只经过部分最简单的制作环节，非常粗糙，只能算作纸的雏形。“马圈湾纸”被鉴定为“双面涂布纸”，而加填和涂布工艺是很晚的时候才出现的工艺。有专家曾鉴定此纸为唐纸。至于“放马滩纸”，也有不少疑点，假设此纸地图是从西汉墓中取出，但该墓内已被积水长年浸润，而且死者衣服尸骨皆荡然无存，一张经过两千余年风化的薄脆的纸怎么能完好存世呢？
这部分学者也举出史书记载与否定蔡伦造纸的学者针锋相对。（1）《后汉书》有关蔡伦造纸的记载主要取自刘珍的《东观汉记》。刘珍和蔡伦是同时代的人，应为可信。（2）王隐在《晋书》中记载：“蔡伦以故布捣剉作纸。”（3）晋人张华在《博物志》中说：“蔡伦煮树皮以造纸。”（4）东汉人桑软在《水经》中称蔡伦“捣故渔网为纸。”（5）《后汉书集解》引用了《晋书》版本之一称“蔡伦捣故布、渔网抄作纸。”
总之，对于“造纸术发明人是否蔡伦”的争论，四十多年来，学术界也一直未能达成统一意见。坚持“蔡伦造纸”的学者认为，中国的重大历史问题不应轻易否定；而否定者则认为：在考古实践与文献记载发生矛盾时，应该以考古事实修正文献记载。其实，不论蔡伦是造纸术的发明者，还是造纸术的改良者，造纸都是中国的伟大发明，是我国人民对世界文明的伟大贡献，这一历史定论是无可非议的。
