12世纪的漠北草原是各部落贵族争雄角逐的时代，整个漠北草原地区的情况，就如同《元朝秘史》中写的那样：
有星的天
旋转着
众百姓反了
不进自己的卧内
互相抢劫财物
有草皮的地
翻转着
全部百姓反了
不卧自己被儿里
互相攻打
这就是当时社会极度混乱的写照，各部落的人民没有了相对安定的生产和生活条件，受到部落贵族的压迫剥削和部落战争所带来的劫掠屠杀。历史呼唤统一的局面，人民渴求安定的生活。“深沉有大略、用兵如神”的一代天骄成吉思汗登上了历史舞台，完成了漠北草原的统一大业。
1206年，成吉思汗诞生在斡难河旁的跌里温盘陀山。当时他的父亲也速该与塔塔儿人作战，俘获了其首领铁木真兀格，为了纪念这次重大胜利，也速该给新生儿取名铁木真。铁木真九岁时，也速该带铁木真去弘吉剌部的斡勒忽讷兀惕氏族去求亲。按照蒙古人当时的习俗，定亲后就把铁木真留在了岳父德薛禅家。也速该在回家的路上经过塔塔儿人住地时，吃了塔塔儿人下毒的食物，到家后不久就死了。铁木真离开德薛禅家，回到本部。也速该死后，蒙古贵族联盟也随着权力的争夺而解体，铁木真家族也陷入了困境。铁木真和他母亲月伦带着少数部众住在斡难河上游的不儿罕山一带。铁木真经过不断的努力，壮大自己的力量，充分利用当时蒙古各部贵族之间的矛盾和人民对草原争战不休的厌恶，逐步消灭了各部贵族。
1206年春，铁木真召集贵族、那颜们在斡难河旁举行忽里台，树起九脚白旄纛，即大汗位，称为成吉思汗。成吉思汗建立的国家称为“也客·蒙古·兀鲁思”，也就是大蒙古国。漠南漠北各部落都统一在大蒙古国的统治下，按照“千户”的组织形式编组起来，共同使用“蒙古”作为他们的总名称。蒙古国最高的统治集团是成吉思汗的“黄金家族”。以黄金家族为首的蒙古统治阶层，把掠夺财富看成是光荣的事业。漠北统一以后，蒙古各部的人口和牧地按照等级制度分配，各部落不再互相掠夺了。邻近国家和地区就成了蒙古人进行掠夺战争的目标。成吉思汗和他的后继者多次发动西征，征服了欧亚的许多国家和地区。蒙古的征服战争促进了东西交通与文化交流，把由于汉朝和罗马帝国的衰弱而中断的古代亚欧大陆交通重新恢复起来，并且扩大了原有交往的范围。当时东西方陆路交通的三条道路为蒙古各汗国控制。从察合台汗国首都阿力麻里经塔拉斯，取道咸海和里海以北，经过钦察草原到伏尔加河下游的萨莱，从此地直接通向欧洲；或者经过克里米亚到达君士坦丁堡；或者经过高加索到达小亚细亚。这条道路为察合台汗国所控制。第二条道路是从阿里麻力进入河中地区，经过撒马尔罕、布哈拉、呼罗珊抵达小亚细亚。第三条道路是从和田翻越帕米尔高原，经过阿富汗和伊朗，然后沿着两河流域到达地中海沿岸。伊利汗国控制了后两条道路。
从公元前10世纪至公元前3世纪，欧亚草原上就活动着一系列游牧民族。他们在草原上随季节或战事进行着迁徙，在辽阔的欧亚草原上形成了一条道路。游牧经济需要和外部交流互补的特点，使得商业活动在这条道路上经久不衰，中国的丝绸也通过草原游牧民族从东方传到西方。北方游牧民族与西域商贸活动频繁，形成了一条从漠北经阿尔泰山南至西域的草原丝绸之路。在南北朝时期，形成了一条以平城（大同）为中心，西达伊吾，东至辽东（今辽宁辽阳）的东西方交通线。宋元时期，北方草原游牧民族比较活跃，中国北方的草原丝绸之路连接西亚、中亚和东亚，从东往西：日本、朝鲜、辽阳、义县、朝阳、赤峰、宁城、张北、大同、呼和浩特、河套、额济纳、哈密、吉木萨尔、伊犁。蒙元时期，形成了以和林、上都为中心的草原丝绸之路。
蒙古强盛起来后，成吉思汗比较重视商业活动，希望通过贸易来获得异国物品。成吉思汗曾颁布了一道扎撒（法令）：凡商人至其境者，将保证其安全营业；凡有贵重商品，需先送到他那里由他选购。蒙古贵族任用来东方的回回人从事贸易工作而获利。1218年，成吉思汗派遣450人的商队，用500头骆驼驮载金银、丝绸、蒙古毛皮等物去花剌子模进行贸易。商队到达花剌子模边境城市讹答剌后，讹答剌长官亦难出（就是《元史》中的哈只儿·只兰秃）贪图商队财物，诬陷商队是间谍，把他们扣押起来，然后写信报告给花剌子模国王摩诃末。摩诃末命令将商人全部杀掉，没收全部货物。仅有一名商队的驮夫逃回蒙古。成吉思汗听到讹答剌商队被杀的消息后，决定复仇。他先派出三个使臣到花剌子模，指责摩诃末背信弃义，要求交出凶手亦难出。摩诃末拒绝了成吉思汗的要求，下令杀死为首的使臣，将其余二人剃去胡须，逐出境。1219年，成吉思汗亲率大军出发征讨花剌子模。1220年年底，蒙古军队攻下了花剌子模国都城玉龙杰赤（今土库曼斯坦库尼亚乌尔根奇）。成吉思汗的股肱大臣耶律楚材随成吉思汗西征，写下了《西游录》，记录了成吉思汗西征的时间和路线。
成吉思汗的后继者又发动了长子西征和旭烈兀西征，横扫了欧亚大陆，建立起来了窝阔台、察合台、钦察、伊利四大汗国，他的孙子忽必烈又建立了元朝。元朝攻灭了西夏、金、南宋、西辽、大理、吐蕃等政权，结束了500年的分裂局面，统一了中国。草原丝绸之路畅通，传统的长安经河西走廊的丝绸之路也畅通无阻，四川、云南、贵州通向南亚的道路以及中国东南沿海与波斯湾、地中海的海上丝绸之路也空前的繁荣昌盛，东西方之间的经济文化交流繁荣发展。外国商人、使节来往不断。蒙古的西征和元朝的建立，使得人们的地理观发生了相应的变化，人们对西域的认识也发生了变化。对于西域，我国已故著名学者陈垣先生有论述，他说：“西域之名，汉已有之，其范围随时代之地理知识及政治势力而异。汉武以前，大抵自玉门关、阳关以西，至今新疆省止，为西域。其后西方知识渐增，推而至葱岭以西，撒马儿干、今俄领土耳其斯坦，及印度之一部，更进而至波斯、大食、小亚细亚，及印度全部，亦称西域。元人著述中所谓西域，其范围亦极广漠，自唐兀、畏兀儿。历西北三藩所封地，以达于东欧，皆属焉。”元朝时的西域地理范围超过以往任何时期。
忽必烈统一全国后，进一步完善驿站制度，建立了以大都为中心的驿道网络，向东可达高丽，东北至奴儿干，北达吉利吉思，西达伊利汗国和钦察汗国，西南可达乌斯藏，南接安南、缅甸。元朝每10里、15里或20里设1急递铺，铺设铺兵5人，十铺设一邮长，在京师设总急递铺。急递铺的主要任务是传递朝廷和地方政府的紧急文书。驿站和急递铺的设置，加强了中央和地方的政治联系，促进了国内不同地区之间的经济、文化交流。元代通过海陆两路与亚非各国展开国际贸易。元代的陆路贸易，主要是通过钦察汗国与今天的克里米亚和欧洲各国建立联系，通过伊利汗国与阿拉伯各国建立联系。
元代经宁夏的连接东西的驿道有两条，都是沿着原先传统的丝绸之路的走向。第一条是从长安经今宁夏固原地区到达兰州：从长安向西北，经甘肃的平凉进入宁夏，过瓦亭驿，然后向西，翻越六盘山，过德顺州驿（今隆德县），向西进入甘肃境内的吴家湾，过会宁、定西等地到达兰州。再从兰州穿越河西走廊进入西域。这条道路的开辟，对元代及以后东西交通路线的影响很大。明清时期的陕甘驿道和民国时期开通的西兰公路，都是沿着这条道路的走向而开辟的。第二条是沿着唐末宋初时期形成的灵州西域道：从长安向北，经今陕西的乾县、永寿、彬县进入甘肃境，经宁县、庆阳、环县进入宁夏境，过萌城驿（今盐池县萌城），向北过朵儿灭站（灵州），向西南过鸣沙驿，然后渡过黄河西行过应理州（今中卫县城），再西行过野马泉驿进入甘肃境内，再经永昌府、甘州、肃州通向西域。
元代是东西方交往频繁的时期。在东西方交流史上留下了著名的《马可·波罗行记》。1271年夏天，意大利威尼斯旅行家马可·波罗跟随父亲尼古拉·波罗和叔父玛窦·波罗从地中海东岸的阿迦城出发，穿过两河流域、中亚，翻越帕米尔高原，到达可失哈耳（今喀什），沿丝绸之路的南道，向东经过鸦儿看（今叶城）、忽炭（今和田）、阇缠（今且末）、罗不（今若羌），再经沙州（今敦煌）、肃州（今玉门）、甘州（今张掖）、额里拆兀（今武威）、额里哈牙国（今宁夏）、天德军（即丰州，今呼和浩特市东白塔古城）、宣德州（今河北宣化）、察罕脑儿行宫（今河北沽源县北），于1275年夏到达上都（今内蒙古正蓝旗东），受到元世祖忽必烈的接见。马可·波罗到过额里哈牙国的哈剌善城（今宁夏银川市）。他在游记中描写了当地的呢绒制造业，当地制造出世界上最美丽的驼毛毡，而且用白骆驼毛制成的白毡，是世界上最为优良的毡，远销中国内地和世界各地。
马可·波罗在中国居留长达17年之久，他游历了中国的许多地方，还出任过扬州的达鲁花赤，奉命出使占城、印度等国。1291年初，马可·波罗跟随阔阔真公主下嫁伊利可汗阿鲁浑的使团，从泉州经海道到霍尔木兹，于1295年回到家乡威尼斯。回到家乡的马可·波罗参加了威尼斯舰队，在1298年9月与热那亚城的战斗中被俘，1299年被释放回家。在热那亚的监狱里，马可·波罗认识了一位叫鲁思蒂谦的作家。马可·波罗向他讲述了自己在东方的见闻。鲁思蒂谦用法文写成著名的《马可·波罗行记》，该书第一次向西方介绍了中国的繁荣。使得许多欧洲人倾慕东方的富庶和文化的昌盛，激起了欧洲人对东方的向往，促进了新航路的开辟。
