蒙古帝国作为人类历史上连续版图最大的帝国在全盛时期的疆域高达3300万平方公里。蒙古人自东向西从中亚一直打到西亚乃至深入欧洲腹地，又从严寒的漠北草原一路向南直达南海之滨。如今在昔日蒙古帝国的版图上分布着蒙古、中国、俄罗斯、哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、乌兹别克斯坦、土库曼斯坦、阿富汗、伊朗、伊拉克、阿塞拜疆、亚美尼亚、格鲁吉亚、土耳其等数十个国家。
俗话说罗马不是一天建成的，而蒙古帝国也不是一天建成的。公元1206年乞颜部的铁木真在统一草原各部落后被蒙古贵族推举为成吉思汗。这标志着蒙古帝国正式登上人类历史舞台。此时的蒙古帝国统治着今天的整个蒙古国、我国内蒙古一部分地区以及西伯利亚南部。铁木真称汗六年后就对世仇金国发起了大规模的军事行动。从那时起蒙古汗国与女真人建立的金国进行了长达24年的战争。
到了公元1211年蒙古已占领了金国的中都（如今的北京），此后又进一步将山东、河北、山西的大片土地收归囊中。这时实际上已变成河南王的金国皇帝只能依靠黄河-潼关防线勉力支撑。由于气候、交通等方面的原因使蒙古人的南征进展得并不顺利，于是成吉思汗开始将目光投向了西边。西方一望无际的欧亚草原比起黄河流域显然更适合蒙古铁骑驰骋。
公元1217年成吉思汗任命木华黎继续指挥攻金战争，而他自己则率主力返回蒙古准备西征。成吉思汗在统一蒙古草原的过程中征服了乃蛮部，然而乃蛮部的王子屈出律却逃到西辽去了。当年契丹人建立的辽国被女真人建立的金国灭亡后一些契丹贵族拥戴皇室后裔耶律大石在西方重建了一个辽帝国。这个被称为西辽的政权统治着如今中国新疆以及中亚地区。
西辽皇帝耶律直鲁古接纳了前来避难的屈出律，而且还把自己的女儿嫁给了屈出律。耶律直鲁古做梦也没想到自己这一举动最后会招来引狼入室的结果：屈出律趁耶律真鲁古外出游猎时发动政变篡夺了西辽王位。屈出律尽管沿用西辽国号，但这个政权实际上已不是契丹耶律氏所统治的了。1218年西征的蒙古军团彻底消灭了西辽政权。至此蒙古人已打开了通往西方世界的道路。
由于此时蒙古的主要精力还用在对付东方的金国，所以一时无力对西方采取大规模军事行动。成吉思汗在暂时无法向西方发起军事行动的情况下决定先派出商队前往西方贸易以扩大蒙古的对西方世界的影响力。1219年花剌子模讹答剌城的海儿汗杀死了蒙古汗国的499名和平商人。成吉思汗派出使节与花剌子模国王交涉此事，然而花剌子模国王摩诃末却武断地杀死了成吉思汗派去交涉的正使。
花剌子模的鲁莽行为终于引发两国之间的战争：成吉思汗将攻打金国之事交付给自己手下的四杰之一木华黎，而他自己则亲统大军西征花剌子模。蒙古人在与花剌子模的战争中一直向南推进到印度河流域。至此蒙古帝国已顺利占领了如今中亚到欧洲东部以及伊朗北部的广大区域。成吉思汗在西征花剌子模期间还曾命令速不台率25000人马从南高加索向北进入南俄罗斯地区。
蒙古西征大军在如今乌克兰境内战胜基辅大公罗曼诺维奇后将其俘虏处决，但后来蒙古军在今保加利亚萨马拉河之战中失利而被迫撤军。尽管蒙古这次西征已进入到如今的俄罗斯、乌克兰、保加利亚等地，但在萨马拉河战役失利后就撤军了，所以实际上并没能在当地建立起稳固有效的统治。1225年秋成吉思汗在经过7年西征之后回到了蒙古草原。恰逢西夏背盟导致主将木华黎含恨而死。
成吉思汗不顾64岁高龄坚持亲征西夏。在这次军事行动途中成吉思汗因围猎受伤导致高烧不起，但他仍坚持始终不退兵，最终西夏王被迫派使者求降。1227年8月25日成吉思汗在六盘山下清水县（今属甘肃）病逝。此时蒙古汗国的疆域主要包括内外蒙古、中国新疆、中亚、克什米尔、伊朗北部等地。成吉思汗之死并没停止蒙古人扩张征服的脚步：成吉思汗之子窝阔台和拖雷遵守成吉思汗遗策于公元1234年灭金。
公元1236~1242年成吉思汗长孙拔都率军西征饮马伏尔加河。蒙古大军犹如旋风一般席卷了也烈赞、科罗木纳、弗拉基米尔、诺夫哥罗德等罗斯公国。公元1240年冬蒙古大军开始围攻基辅罗斯的都城基辅城。从那时起直到公元1480年蒙古人统治罗斯诸公国长达240年之久。当罗斯诸公国被征服后日耳曼诸王公、波兰、匈牙利组成的联军也被蒙古旋风席卷，但就在这时从东方的蒙古本土传来了窝阔台大汗去世的消息。
拔都等西征将领赶紧返回蒙古草原参加选举新任大汗的忽里勒台大会。1247年蒙古宗王阔端与西藏萨迦派活佛萨迦·班智达在凉州会盟，从而确立了蒙古帝国对吐蕃地方的统治。1253年蒙古大汗蒙哥派自己的弟弟忽必烈南下征服大理国。1253~1259年蒙古发起第三次西征：这次西征由成吉思汗的孙子旭烈兀指挥。蒙古军团从首都和林（今蒙古国哈拉和林）出发征服了阿拉伯帝国。
当时蒙古兵锋一直挺进到叙利亚并威胁到埃及。眼看蒙古军团就可以乘胜攻打埃及构建跨越亚、欧、非三大洲的庞大帝国时东方的蒙古本部传来一个消息：大汗蒙哥在攻打南宋重镇——四川合州钓鱼城时逝世。旭烈兀匆忙率军东返，埃及马穆鲁克王朝趁机杀入叙利亚，从而成功阻击了蒙古西进的兵锋。在蒙古帝国的扩张征服过程中术赤、察合台、窝阔台、拖雷等各藩王手中无不握有庞大的领土和强大的军队。
这就为蒙古帝国日后的分裂埋下了隐患。以蒙古的人口统治如此偌大的国土，加之蒙古本身才刚从原始部族过渡而来。尽管他们能马上取天下，然而却未能使帝国各地建构起统一的政治经济联系，因此当他们面对人口比自己多得多、文明也更为先进的民族时迅速和当地人口出现了融合迹象：西征的蒙古人绝大多数同当地的突厥人融合并皈依了伊斯兰文明。
与此同时蒙古黄金家族内部的争权夺利更加剧了蒙古帝国分裂解体的进程。公元1271年蒙古汗国的开创者成吉思汗的孙子忽必烈遵照历代中原汉族王朝的传统取《易经》大哉乾元之义建国号为大元。忽必烈仿行汉制建元称帝的做法令主张维持蒙古旧俗的保守势力感到了深深的忧虑。从此蒙古帝国正式分裂为元朝与察合台汗国、窝阔台汗国、钦察汗国（金帐汗国）、伊尔汗国（伊利汗国）。
元朝逐渐成为了一个中国化的王朝，而四大汗国则逐渐走上了独立发展之路。只有忽必烈建立的元朝才是中国历史的一部分，而四大汗国的历史其实并不属于中国历史范畴。忽必烈在建立元朝后并未停止扩张征服的行动：在征服大理后蒙古兵锋一度进入越南、占婆等地，从而完成了对宋朝西南方向的战略包围态势。1276年元军攻破南宋都城临安，迫使宋恭帝赵㬎和谢太后等人归降。
3年后元军在崖山海战中歼灭了南宋最后一支抵抗力量。忽必烈甚至试图使蒙古这个传统的陆权帝国通过对海路的控制主宰天下，因此他策划了对高丽、日本、越南、爪哇等地的军事行动。这一系列军事行动有的曾取得一时的成效，但从最终结果来看都可以视为是失败的。此后元朝逐渐由一个扩张型帝国过渡成为一个内敛的王朝。这时忽必烈的后人发现：当他们逐渐去掉身上的扩张性格之后却使自己获得了基本稳定的国土。
《元史·地理志》这样记载着元朝的疆域北逾阴山，西极流沙，东尽辽左，南越海表。请注意这是对中国元朝疆域的记载，而不包括四大汗国的疆域在内。所谓的蒙古帝国其实是由中国元朝和四大汗国共同组成的，而并不是一个真正意义上统一的帝国。成吉思汗奠定了蒙古帝国最初的基础，但蒙古帝国的疆域是历经数代人打下来的。成吉思汗去世时所打下的地盘大约只有蒙古帝国全盛时期的一半左右。