察合台汗国是蒙古四大汗国之一，原为成吉思汗次子察合台的封地。1225年，成吉思汗划分诸子封地，察合台领有西辽旧地，14世纪初窝阔台汗国被合并后，察合台汗国遂兼有天山南北路及阿母河以东地方，最盛时疆域东至吐鲁番、罗布泊，西及阿母河，北到塔尔巴哈台山，南越兴都库什山。察合台牙帐设于阿里麻力（今新疆霍城东北）附近虎牙思。境内居民以农业为主，部分地区兼营牧业。

察合台曾孙八剌为汗时，追随窝阔台系后人海都，长期与元朝、伊尔汗国为敌。海都败后，察合台汗国独力承受元仁宗爱育黎拔力八达和伊儿汗完者都的东西夹击，渐渐不支，汗国统治者也先不花在心力交瘁中死去。经过多年战争，察合台汗国的国力受到了很大影响，其国内的突厥人开始崛起。察合台统治者受到突厥人的影响，慢慢接受伊斯兰教，放弃了蒙古人的游牧生活方式，统治中心不断西移到突厥人定居区域。也先不花的继任者怯别汗时期在今天乌兹别克斯坦境内的卡尔希建立首都，而此地其实已经深入突厥势力的中心。怯别汗的继任者答儿麻失里汗公开皈依伊斯兰教，引发在伊犁河地区仍然坚守蒙古传统的察合台部落的强烈不满，这导致察合台汗国出现剧烈动荡，答儿麻失里本人也最终被杀。

之后的20多年时间里，察合台汗国动荡持续，东西两部的分裂也越来越深，其汗庭所在的西部完全伊斯兰化，而东部则仍然主要以佛教和萨满教为主。最终在至正六年（1346年），察合台汗国西部的突厥贵族加兹罕发动叛乱，将末代察合台汗合赞杀死，另立了察合台家族的其它人为傀儡大汗，把实际控制权掌握在了自己手中。
而在汗国东部的各个部落则不愿接受突厥人的实际统治，于是从瓦刺部找来了成吉思汗铁木真的七世孙秃忽鲁帖木儿，拥立他为大汗，察合台汗国正式分裂为东西两个国家。

不过，很快东察合台汗国也开始出现了伊斯兰化的倾向。秃忽鲁帖木儿继任大汗之后不久，就率领16万东察合台汗国的蒙古人集体皈依了伊斯兰教，秃忽鲁帖木儿还有了一个伊斯兰教名字，叫艾布伯克利·穆罕默德。

至此，东西察合台汗国的主要差别就是西察合台汗国的大汗是突厥人的傀儡，而东察合台汗国则仍然是察合台后裔握有实权。

秃忽鲁帖木儿在位期间，曾经一度重新统一了察合台汗国，他在至正二十一年（1361年）进攻西察合台汗国，占领了其在河中地区的大片领土，废掉了西察合台汗铁穆尔沙，并封自己的儿子也里牙思火者为河中都督。但仅仅两年之后他就死了，之后河中地区复叛，东察合台汗国的统治重新回到了伊犁河谷及吐鲁番。

而西察合台汗国不久之后就形成了后来世界闻名的帖木儿与阿米尔·侯赛因争霸的局面，阿米儿·侯赛因是被废的察合台末代大汗的加兹罕的孙子。最终帖木儿获胜，成为了西察合台汗国的实际控制人。

但帖木儿和他的后代其实一直没有正式篡掉西察合台汗国的汗位，而是始终拥立铁木真的后代为大汗，只是后来西察合台汗国的大汗被帖木儿家族换成了窝阔台的后人（可能是认为这样更好控制），一直持续到15世纪中叶帖木儿汗国被乌兹别克人灭亡时为止。

而东察合台汗国则一直还是由察合台的后人所统治，而且跟中原地区的交流也相对更多一些。但明朝以后，中原古籍里也不再称其为察合台汗国，而是以其当时国都为名将其称为别失八里、亦力把里或者吐鲁番。

东察合台汗国迫于帖木儿帝国及瓦剌的压力，为了寻求帮助，东察合台汗国曾经向明朝称臣，一度成为明朝的藩属。

叶尔羌汗国‍形势图

在15世纪末，东察合台汗国陷入内战，先是分成了东西两个部分，之后又进一步分裂成许多个小汗国，包括叶尔羌汗国、阿克苏汗国和和田汗国等。最终在16世纪初由察合台后裔赛德建立的叶尔羌汗国兼并了周边几个汗国。

到17世纪末，叶尔羌汗国又逐渐沦为准噶尔部的附庸，最终在康熙四十四年（1705年）前后被准噶尔汗策妄阿拉布坦完全吞并，叶尔羌汗国并入准噶尔部。

从察合台汗国到东西察合台汗国再到叶尔羌汗国，中亚的蒙古人不断受到外部文化影响，不断分化又重新整合，最后融入当地民族。