胡锦涛时代的中美关系，走出了江泽民时代的“多事之秋”，有了较为平和的发展环境。双方都有意改善关系，并为此做出了努力。
2007年，中国领导人胡锦涛访问香港（图源：AFP）
2001年911事件后，中国公开表态支持美国打击恐怖主义，并在联合国支持美国等联军对阿富汗进行军事打击。此时的美国也急需中国在反恐方面的合作，中国的积极配合某种程度上扭转了美国的成见。2005年开始，美国提出中美两国是“利益相关的参与者”的论点，着重强调双方的可合作性。
2006年4月，应美国总统布什（George Bush）邀请，中国国家主席胡锦涛访美。高层访问为双方关系发展带来积极效果。
中国外交部长李肇星总结胡锦涛这次访美成就时说：“中美在经贸、反恐、防扩散、禽流感防控等诸多领域的合作取得新进展，就朝鲜半岛核问题、伊朗核问题、伊拉克和阿富汗重建等重大国际和地区问题以及联合国事务保持着有效磋商与协调。”
李肇星同时也承认，中美经贸合作的发展，在给两国人民带来利益的同时，也存在一些分歧和摩擦。
而当时美国对中国领导人到访的接待工作也不尽如人意。维基解密（电视剧）曾披露，胡锦涛这次访问未获国宴款待，致辞时还遭到法轮功支持者的抗议。而在白宫欢迎仪式上，司仪竟宣布演奏“中华民国”国歌。胡锦涛遭遇了被称为“最近十五年来白宫举办的最失败的欢迎仪式”。这也显示美国或许并不像中国那样重视者次访问。
胡锦涛访美结束后，李肇星被撤换。
2009年1月，奥巴马（Barack Obama）就任美国第44任总统。他上任不久，就高调访问了中国，成为第一位上任第一年就到访北京的美国总统。之后胡锦涛两次答应年内访美，但却一再延期。
2011年1月，胡锦涛访美成行，奥巴马在白宫举行13年来第一次欢迎中国国家元首的盛大国宴，希望以此缓和当时两国之间的紧张关系。
虽然奥巴马上任之初即表达了对华友好的态度。但两国关系发展并不顺畅。美国批准向台湾出售爱国者（电视剧）导弹、谷歌撤华事件、美日韩三国外长会议拒绝中国提出的无条件启动六方会谈建议等，2010年的中美关系呈现出纷纷扰扰的乱象。
胡锦涛在2011年开启之际，选择访美，被奥巴马称为“最好时机”。双方都希望中美关系由此转好。美国为此专门设计了“3比3”会谈，即美方由总统奥巴马、国务卿和总统国家安全事务助理3人，中方由国家主席胡锦涛、国务委员和外交部长3人参加的小范围会谈。这比大范围的会见往往更有实效。
双方会谈后，发表了《中美联合声明》，确认中美关系发生了好的变化。奥巴马在会见记者时，更是表示中国的和平崛起，对美国以及全球有利。他在欢迎胡锦涛访美的致辞中提出这次访问要为今后三十年的中美关系打下基础。为此，他给出的对策是“要摆脱事事将对方看作对手的心态”。
奥巴马发展两国关系的态度显然是积极的。但横亘在两国之间的问题并不容易解决。因为美国国会制定有《与台湾关系法》，规定协防台湾。对台售武非美国总统所能阻挡。朝鲜问题更加棘手。当时金正日不按牌理出牌，炸毁韩国天安号军舰，炮轰韩国延坪岛，发展核武和生化武器等。半岛局势不稳，中美关系不确定因素增加。而美国希望的人民币升值、解决两国贸易逆差问题，北京让步余地也不大。
为避免两国关系再出现大的波动，胡锦涛在这次访问中提出要牢牢把握对话和合作的主流，使中美关系不受“一时一事影响，不受偶然事件羁绊”。
但他同时设定了底线：“台湾、涉藏等问题事关中国主权和领土完整，是中国核心利益所在，牵动着13亿中国人民的民族感情。中方希望美方恪守承诺，同中方一道共同维护两国关系来之不易的良好局面。”
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