新疆维吾尔自治区图书馆

12世纪末，西辽在西域的统治出现了危机，与此同时，蒙古却在北方草原逐渐强大起来。1209年，高昌亦都护（国王）不堪忍受西辽压榨，杀死西辽的镇守官，亲自朝觐成吉思汗表示归顺。接着，西辽的重要属部噶逻禄等也向成吉思汗投诚。1218年，成吉思汗派大将哲别越过阿尔泰山，讨伐西辽。同时，蒙古军队在西域各族人民的配合下，控制了可失哈尔（喀什噶尔）、鸭儿看（叶尔羌）、忽炭（和阗）等地。西辽随后被消灭，西域被纳入蒙古的统治体系。
  成吉思汗晚年，将所征服的领土分封给四个儿子，建立了四大汗国。次子察合台与三子窝阔台的封地分别位于今新疆北部及中亚的草原地带。而西域及中亚的各绿洲农业区，则归大汗委派的断事官达鲁花赤直接管辖。达鲁花赤负责编查户口、征收赋税，签发兵丁，权力极大。最先投奔成吉思汗的高昌亦都护，则被赋予蒙古王族的待遇，继续统辖境内的百姓，但必须接受达鲁花赤的监督，上缴赋税。
  成吉思汗去世后，窝阔台、皇后脱列哥那、贵由、皇后斡兀立海迷失和蒙哥先后执政。1251年，蒙哥就任蒙古大汗以后，在别失八里（今吉木萨尔）设立行尚书省，委派讷怀、塔剌海和麻速忽为主事，管辖天山东部的绿洲农业区，又在中亚设立阿姆河行尚书省，委派阿尔浑为主管官员，管理天山以南、中亚南部的绿洲地区。蒙哥执政期间，蒙古在西域的行政管理体制得到不断健全，对西域的统治也比较稳固。但蒙哥死后，托雷的儿子阿里不哥与忽必烈发生争夺汗位的斗争，接着又发生窝阔台后王海都等发动的长时间的叛乱，蒙古在西域的管理体制随之被打乱。
  1260年，忽必烈即位为蒙古大汗，1271年，忽必烈登基为皇帝，建立元朝。在此期间，窝阔台汗海都与察合台汗八喇不满忽必烈继承汗位，发动了叛乱，元朝在西域的领地被他们夺取。不久，元军收复阿里麻里，并相继夺回斡端（和田）与可失哈尔（喀什噶尔）等地。为了加强对西域的控制，1271年，忽必烈出兵占领伊犁霍城，并派兵戍守。在与元朝进行长期对抗之后，窝阔台汗国与察合台汗国的势力日渐削弱。1303年与1306年，察合台汗笃哇与窝阔台汗察八尔先后归顺元朝，至此，蒙古西北宗王之乱得以平定。
  1309年，察合台汗国吞并了窝阔台汗国，当时的西域，除了别失八里、火州（吐鲁番）、哈密力（哈密）以外，都属于察合台汗国的统治范围。1348年，察合台汗国分为东、西两部，西域处于东察合台汗国的统治之下。