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  察合臺汗國原為鐵木真次子察合臺的封地。初領有西遼舊地,包括天山南、北路與裕勒都斯河和瑪納斯河流域及今日阿姆河、錫爾河之間的中亞河中地區(最強時由阿爾泰山至鹹海)。初時建都於阿力麻裡附近的虎牙思(固爾札),即今日中國大陸新疆霍城縣水定鎮西北。察合臺汗國君主都哇與窩闊臺汗國君主海都聯合,屢與元朝軍隊爭戰,終忽必烈一朝未斷,並一度攻佔漠北哈拉和林。至公元1304年始與海都子察八兒與元成宗講和。  1306年,都哇敗窩闊臺汗國的君主察八兒,並盡收海都生前所佔有的原察合臺汗國地,1310年都哇子怯別再破察八兒,兼併窩闊臺汗國大部分領地。他的後人答兒麻失裡因為改宗伊斯蘭教,引起蒙兀兒斯坦的伊塞克湖和伊犁河流域的遊牧民動亂。他的前輩怯別放棄每年到蒙兀兒斯坦的巡視,使汗國開始分裂。  合贊算端由突厥語族貴族加茲罕擁立,汗國正式分裂。西汗國的汗成了傀儡。中亞河中地區的察合臺人實際上僅僅是形式上的統治者。權力已經轉到地區突厥語族貴族手中。這些部落有巴魯剌思部,速勒都思部,札剌亦兒部,乃蠻部。察合臺汗國成了突厥國。東察合臺汗國的杜格拉特部擁立了禿忽魯帖木兒成為新可汗,他和他的兒子也裡牙思火者,曾經統一汗國,但帖木兒在1369年消滅最後的西汗國。  察合臺汗國的對外活動,主要是與德里蘇丹國開戰,於1297年-1306年,察合臺汗國多次入侵德里蘇丹國,曾兵臨印度首都,但每次都大敗而回,直到大汗都哇去世。以及騷擾伊兒汗國的呼羅珊地區,因為被重重包圍,因此軍事活動限於掠奪印度。
察合臺汗國(1222年-1570年/1680年,),是蒙古四大汗國之一,由察合臺及其孫子哈剌旭烈及他的後人管理,建於1222年,於1346年分為東西兩部分,1369年西察合臺汗國實際上亡於帖木兒帝國,至1402年汗統結束。東察合臺汗國在中國史籍以國都為名,先後稱為別失八里(唐朝的庭州、北庭都護府,今新疆吉木薩爾)、亦力把裡(歪思汗之後,即伊犁,今新疆伊寧市)、吐魯番(也密力火者、速檀阿力之後,即唐朝的西州、高昌,今新疆吐魯番市)。1570年,東察合臺汗國(此時為吐魯番汗國)最後一任可汗馬速與同是察合臺系的葉爾羌汗國交戰被俘,東察合臺汗國正支汗統結束。東察合臺汗國可汗速檀阿黑麻之子賽德於1514年建立葉爾羌汗國,1570年吞併吐魯番汗國(東察合臺汗國正支汗統),亦可認為是東察合臺汗國的延續,至1680年被準噶爾汗國滅亡,東察合臺汗國歷史徹底結束。察合臺汗國後來形成中亞廣泛使用的察合臺語(後發展為維吾爾語和烏茲別克語)。