汉桓帝进献了象牙等象征友好与臣服的珍贵礼品，汉桓帝亦以相应礼仪予以接见与回赠。这一事件，被公认为古代中国与欧洲国家之间最早有明确记载、直接且正式的友好往来，在中外交流史上留下了浓墨重彩的一笔。
天竺国，也就是今天的印度次大陆一带，早在汉和帝在位期间，便曾多次派遣使者前往洛阳朝贡，与东汉保持着较为稳定的宗藩与商贸联系。但在汉和帝去世之后，西域地区局势动荡，不少城邦国家反叛东汉，中原与西域乃至南亚诸国的交通一度受阻，天竺也因此中断了遣使朝贡的往来。这种局面一直持续到汉桓帝时期，随着东汉对西域控制力的部分恢复，双方交流才重新启动。延熹二年（公元159年）与延熹四年（公元161年），天竺国多次派遣使者，经由日南郡境外的海路抵达洛阳，恢复了对东汉的朝贡，重启了中原与天竺之间中断已久的官方交往。
汉桓帝建和二年（公元148年），又一位对后世影响深远的异域人物来到东汉洛阳。这位名为帕塔马西里斯的亚美尼亚国王，以“安世高”为汉名，长期在洛阳从事佛经翻译与弘法活动。他精通梵典与汉地语言，潜心译经，极大推动了佛教在东汉上层社会与民间的传播，是早期汉传佛教史上极为重要的译经大师。
据后世相传，安世高曾在周原一带巡礼时，机缘之下发现了一十九枚佛骨舍利。他极为珍视这一圣物，亲自将佛骨护送至京城洛阳进献。汉桓帝本就笃信神灵、尊崇佛教，见到佛骨舍利后惊喜万分，视为天降祥瑞与护国至宝，随即下诏，命人在全国各地兴建佛塔，分别供奉这一十九枚舍利。其中，在佛骨最初发现的周原之地，也专门修建宝塔，并在塔院四周大规模营建寺院、设置僧舍、塑绘佛像，形成一处规模宏大、香火绵延的佛教圣地。这座由汉桓帝敕令兴建的寺院，历经后世多次扩建与修缮，逐渐发展成为驰名中外、影响深远的佛教祖庭之一——这便是后来闻名天下的法门寺由来。
在汉桓帝刘志在位期间，中印之间的医学文化交流迎来了重要突破，印度医学首次正式传入中国。据《开元释教录》记载：“东汉之末，安世高医术有名，译经传入印度之医学。”这是目前史料中，最早关于中印医学文化交流的明确文字记载。安世高在汉桓帝刘志即
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