蒙古帝国开始在西域实行行省制，先后在撒马儿罕设阿姆河行中书省，管辖河中地区；

在今霍城一带设立阿力麻里行中书省，管理伊犁至巴尔喀什湖以东以南地区；

在今吉木萨尔设别失八里行中书省，管辖天山南北地区。后又在别失八里行省之下设别失八里、和州、斡端三个宣慰司，分管北疆、南疆及和阗地区的军政事务。

元朝在平定窝阔台后裔海都之乱后,皇 子那木罕镇守阿力麻里,命綦公直驻守别失八里。

1281年，改畏吾断事官为北庭都护府，在别失八里、火州(和州)、兀丹(和阗)等地设宣慰司。
1295年，元朝政府又设立北庭都元 帅府、曲先塔林都元 帅府，以加强对新 疆地区的管理。

14世纪初,别失八里为笃哇占据，以后长期为察合台汗 国所有，元 政 府逐渐失去对新 疆的控制