蒙古三次西征，铁骑所到之处纷纷归附蒙古，由葱岭至东欧的广阔土地多为蒙古所占。
第一次西征由成吉思汗率领，西征之后，成吉思汗将征服所得的土地分封给儿子作为领地，在此基础上先后建立了窝阔台汗国和察合台汗国。
第二次西征由成吉思汗的孙子拔都率领，拔都在西征后于被征服的土地上建立了钦察汗国。
第三次西征由成吉思汗的孙子旭列兀率领，西征之后，他同样在被征服的土地上建立自己的汗国，称为伊利汗国。
这样，蒙古人在东亚大陆蒙古本部之外，先后建立了钦察汗国、察合台汗国、窝阔台汗国和伊利汗国四大汗国。后三个汗国在相互争斗中先后灭亡，只有钦察汗国一直延续到十五世纪二十年代以后才渐渐衰落以至于灭亡。
钦察汗国
钦察汗国亦称金帐汗国或术赤兀鲁思，由成吉思汗的孙子拔都创立，从1243年一直延续到1420年前后。
1243年，拔都率领蒙古军第二次西征，西征之后拔都回到伏尔加河畔。建立了东起额尔齐斯河，西到俄罗斯，南起巴尔喀什湖、里海、黑海，北到北极圈附近的辽阔广大的钦察汗国，都城位于伏尔加河下游的拔都萨莱城(今阿斯特拉罕附近)。在汗国内，拔都的十三个兄弟及其后裔各有世袭封地，拥有军队。
蒙古军事贵族统辖的万户、千户、百户、十户既是行政单位，又是军事单位。拔都的兄长尔达及其后裔据有今西伯利亚、哈萨克斯坦，形成了白帐汗国。贵由大汗去世后，拔都支持蒙哥夺取大汗位，打击窝阔台、察合台两系势力。乘机占有河中地区。1255年，拔都去世。汗国内居民成份复杂，社会发展水平不一。由于统治民族蒙古人占少数，因此他们逐渐突厥化。
到十四世纪前叶，蒙古人已使用突厥语。拔都之弟别儿哥在位时(1257年～1266年)，名义上仍对蒙古大汗称藩，实际上汗国已成为独立国。别儿哥因同伊利汗国争夺高加索地区，无力东顾，于是河中地区被察合台之孙阿鲁呼占领，别儿哥便支持窝阔台之孙海都对阿鲁呼作战，帮助海都崛起。拔都之孙忙哥铁木尔继位(1266年～1282年)，得到忽必烈的正式册封。
1277年，蒙哥之子昔里吉背叛元朝，劫走皇子那木罕，送到与海都联盟的钦察汗国拘留了数年。直到1282年脱脱蒙哥继位时，那木罕才被放回。1302年，钦察汗国脱脱汗出兵协助元朝攻打察合台后王笃哇、窝阔台后王察巴尔，笃哇、察巴尔战败，归顺元朝。1308年，元武宗遣使册封脱脱为宁肃王。后来月即伯继钦察汗位(1313年～1341年)，1314年元仁宗遣使册封，予以承认，此后双方经常遣使往来。
1336年，月即伯遣使请求领取分地岁赐以赈给军站。1337年，朝廷专设一总管府掌管术赤后王平阳等处分地岁赐，每年按额发给。月即伯在位时，汗国达到极盛时期。迁都到别尔哥萨莱城(今俄罗斯伏尔加格勒附近)，与伊利汗国、埃及等国通好，对外贸易兴隆。伊斯兰教在伏尔加河下游广泛传播，此后钦察汗都信奉伊斯兰教，部分蒙古牧民也伊斯兰化。
十四世纪后期，蒙古贵族对外不断进行掠夺战争，内部又互相争斗，使汗国走向衰落和瓦解。十五世纪二十年代初，钦察汗国只剩下有限的疆土，被称为大帐汗国。
察合台汗国
察合台汗国是成吉思汗次子察合台的封国，最盛时其疆域东至吐鲁番、罗布泊，西及阿姆河，北到塔尔巴哈台山，南达兴都库什山，主要在今新疆及中亚一带，1346年因内部斗争而陷于分裂。
西征后，成吉思汗分授诸子封地，察合台得到了从畏兀儿境一直延伸至河中草原的广大地区。察合台的大帐设在阿力麻里附近的虎牙思，河中城郭地区由大汗直接派官管辖。察合台曾企图排挤窝阔台汗在河中地区的势力，遭到窝阔台汗的制止。1241年，察合台卒，次子抹土干之子合剌旭烈继位。贵由继汗位后，废合剌旭烈，改立也速蒙哥为察合台汗国之汗。
蒙哥时期，合剌旭烈妻杀也速蒙哥，自摄国政。忽必烈即位后，遣抹土干之孙巴剌持诏回国继承汗位。1269年，巴剌与海都在答剌速河畔举行大聚会，划分了各自在中亚的势力范围。巴剌之子笃哇在海都支持下即位，从此察合台汗国被海都所控制。笃哇、海都经常侵扰元朝边境，攻掠畏兀儿地区。1298年，笃哇又袭击驻守于金山一线的元朝军队，俘杀守将汪古部首领阔里吉思。
1301年，笃哇、海都率军与元朝军队大战于帖坚古山（阿尔泰山与札卜哈河之间），笃哇中箭受伤，海都亦受伤致死。笃哇与海都之子察巴尔被迫向元成宗请和，重新承认元朝皇帝的宗主地位。不久，笃哇与元朝联兵击败察巴尔，吞并了大部分窝阔台汗国领地。
1306年，宽彻继立为汗，继续实行与元朝友好的政策。耶先布华统治汗国时期，为扩大牧场，率军入侵元朝，被元军击败。为了弥补损失，他又入侵伊利汗国，元军乘机再度深入中亚草原，他才被迫撤兵。怯别统治时期，与元朝恢复友好关系，双方经常遣使往来。汗国统治中心逐渐西移。1330年，怯别弟笃来铁木儿继承汗位。同年，元政府颁布《经世大典》，其中附图称察合台汗国为笃来铁木儿属下，与钦察汗国、伊利汗国相并列。
敞失汗统治时期，阿力麻里是汗国东部最重要的城市，罗马教廷派出许多传教士到此传教。不久，敞失被谋杀，其弟也孙铁木儿继位。从也先不花到也孙铁木儿，察合台汗一直维持着统一。合赞汗死后，察合台汗国陷于分裂，各部诸侯自立为可汗。顺帝至正六年(1346年)，多乎剌氏贵族拥立吐乎鲁铁木儿为汗，统一汗国。
二十二年(1362年)，吐乎鲁铁木儿死，河中地区铁木儿势力迅速发展，东部仍在吐乎鲁铁木儿后裔统治之下。
窝阔台汗国
窝阔台汗国由成吉思汗第三子窝阔台的后代海都所建，占有耶密立(今新疆额敏县附近)与霍博(今新疆和布克赛尔蒙古自治县)地区，位于察合台汗国的北方。蒙古大汗蒙哥死后，阿里布哥与忽必烈争夺大汗位，海都依附于阿里布哥，与忽必烈为敌。阿里布哥失败后，海都拒绝归附忽必烈。
至元五年(1268年)，海都开始举兵东犯元境。他与察合台汗国的巴剌相结纳，取得伊犁河谷与可什哈尔（今新疆喀什)地区，并纠集窝阔台、察合台、术赤三系诸王，1269年在答剌速河(今塔拉斯河)畔召开聚会。巴剌死后，察合台汗国实际上成为海都所操持的附庸，它的统治者笃哇追随海都，多次进扰元朝的西北边境。海都统治下的窝阔台汗国所控制的地域，西至可什哈尔与答剌速河谷，南及天山南坡诸城，东抵哈剌火州(今新疆吐鲁番)，北有耶尔得斯河(今额尔齐斯河)上游之地，成为中亚的一大势力。1301年，海都犯元境，在与元军战斗中受伤，回师途中死去，其子察巴尔继位。
窝阔台后裔为争夺汗位发生矛盾和分裂，汗国力量削弱。1304年，笃哇起而与察巴尔争战，大掠其国西部诸城。元朝海山的军队同时跨过阿尔泰山，大破察巴尔军，察八儿投奔笃哇。窝阔台汗国所属诸部，一部分归附元朝，大部分降于笃哇。1309年，察巴尔因参与察合台汗国的一次内争失败，逃归元朝，元封他为汝宁王。他的领地大半为新即位的察合台汗耶先布华所有，窝阔台汗国亡。
伊利汗国
伊利汗国由成吉思汗第四子托雷之子旭烈兀所建，在十三世纪中叶至十四世纪中叶统治波斯一带。
1252年，蒙哥命旭烈兀西征波斯等地。忽必烈即位后，命旭烈兀统领阿姆河以西直至密西尔（今埃及）的辽阔土地。旭列兀建立了伊利汗国，领土东起阿姆河和印度河，西面包括小亚细亚大部分地区，南抵波斯湾，北至高加索山。旭烈兀以蔑剌哈(今伊朗阿塞拜疆马腊格)为都城，设宰相掌管全国政务，任命了各省长官。
1265年，旭烈兀子阿巴哈继立，元朝赐他“辅国安民之宝”方印。阿巴哈即位后，始定都于桃里寺(今伊朗阿塞拜疆大不里土)，以蔑剌哈为陪都。1284年，忽必烈遣孛罗丞相等出使伊利汗国，阿鲁浑汗将他留在汗庭参议政事。第七代伊利汗合赞统治时期，改奉伊斯兰教为国教，国势颇盛。
1298年，合赞遣使入元朝，贡珠宝等物。蒙哥时，曾以彰德路为旭烈兀分地，这时，成宗就将旭烈兀分地历年应得岁赋赐合赞，并赐“王府定国理民之宝”方印。合赞大力进行社会改革，制定新的土地、赋税、驿站、货币等制度，限制蒙古贵族、将校和官吏对人民横征暴敛，使农业、工商业得到发展，财政收入增加。他还鼓励发展科学文化，在首都兴建天文台，设立学校，命宰相拉施特编纂《史集》。
第九代伊利汗不赛因死后，统治集团内讧迭起，权臣、大将各自拥立可汗，纷争不已。1355年，钦察汗国札尼别汗攻占桃里寺，伊利汗国亡。
