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  明太祖北伐後,黑龍江奴兒干地區先前依附元朝的部落首領多歸降明朝,並請求參照元朝徵東元帥府(又稱徵東招討司)舊制進行冊封。  永樂元年(1403年)明成祖設立建州衛(今黑龍江省東寧市附近),以阿哈出為指揮使。派邢樞等傳諭奴兒干(元朝徵東元帥府舊地,今俄羅斯尼古拉耶夫斯克特林),正式招撫諸部。擴大明朝東疆。十二月,設立兀者衛(今黑龍江省綏化市附近)。  永樂二年(1404年),設定奴兒干等衛所,其後在當地相繼建衛所多達130餘。不過,這些衛所與奴兒干都司不相轄屬。永樂三年(1405年)設立毛憐衛(今吉林省圖們市附近)。永樂六年(1408年)在女真地區,設立自在州(今遼寧省遼陽市)、安樂州(今遼寧省開原市北),招撫女真人。

  永樂七年(1409年)明政府設定奴兒干都指揮使司作為管轄奴兒干地區的軍事建制機構。永樂九年(1411年)正式開始行政管轄權。都司的主要官員初為派駐數年而輪調的流官,後為當地部落領袖所世襲。  永樂十一年(1413年)在奴兒干都司官衙所在地附近原有觀音堂的基礎上建永寧寺,並立有永寧寺碑。(清代烏蘇里江以東領土割讓給沙俄後,1885年曹廷傑曾冒險拓回碑文,1904年歸於海參崴的兩個博物館)  轄區內主要居民為蒙古、女真、吉里迷(尼夫赫人)、苦夷(阿伊努人)、達斡爾等族人民,分置衛所,以各族首領為各衛所都督、都指揮、指揮、千戶、百戶、鎮撫等職,給予印信。據《明史》記載,奴兒干都司有衛384,所24,站7,地面7,寨1。都司治所奴兒干城在黑龍江下游東岸,原元代徵東元帥府治所舊址(今俄羅斯尼古拉耶夫斯克特林),下距黑龍江口約兩百公里,上距吉林船廠約兩千五百公里。明宣宗即位後,奴兒干都司於宣德九年(1434年)正式廢棄,共持續25年。

  1616年,努爾哈赤在東北建立後金,明朝滅亡後,原屬奴兒干地區為清朝管轄。後來其中烏蘇里江以東部分地區於1860年第二次鴉片戰爭後被迫割讓給沙皇俄國。今著名城市有伯力(俄稱哈巴羅夫斯克)、阿穆爾河(黑龍江)畔共青城等。

  奴兒干都司管轄範圍西起斡難河(今鄂嫩河),北至外興安嶺,東抵日本海及庫頁島,南接圖們江,西達韃靼蒙古。奴兒干與內地的郵傳通訊主要幹線是海西東水陸城站,北起都司治所特林之西的滿涇站,中經四十五個驛站,南抵底失卜站,經遼東都司直達北京,交通全程達兩千五百公里。  奴兒干都司與內地統治方式不同,主要是採取歷代封建王朝統治邊疆時較為常見的羈<unk>方式。從其設立的永寧寺碑看,永樂七年(1409年)明政府設定奴兒干都指揮使司,1413年明朝政府官員亦失哈第二次奴兒干之行時建永寧寺立第一座永寧寺碑,到1432年亦失哈第十次(也是最後一次)奴兒干之行,重建該寺並於1433年立“重修永寧寺碑”。  奴爾幹都司是地方最高一級的軍政合一統治機構,直隸於明朝中央政府。明王朝其對於東北邊疆地區的統治並非像內地各省一樣直接掌管,而是僅在重要地點設軍事據點及發展交通路線,各族實質上仍由各部族自行統治。明成祖之後,明王朝對於經營東北不甚重視,隨著女真內部之間的鬥爭和部族遷徙,奴兒干都司於宣德九年(1434年)正式廢棄,前後共持續25年。  雖然奴兒干都司短暫的時間裡被宣宗裁撤,然而仍有記載宣德七年時亦失哈第九次巡視奴兒干都司,而且在宣德八年時奴兒干都司重新恢復,明英宗時期在今庫頁島地區設立衛所管轄,而且明朝官方仍然在東北地區由極高的統治權,可以發配審判當地各民族罪犯
奴兒干都司(女真文: ),亦稱“奴爾幹都司”或“努爾幹都司”,全稱為奴兒干都指揮使司,奴兒干都司管轄範圍西起鄂嫩河,東至庫頁島,北達外興安嶺,南瀕日本海和圖們江上游,是明朝前期曾設定於黑龍江、烏蘇里江以東、松花江以及嫩江流域的地方軍政機構,為明政府管轄黑龍江口、烏蘇里江流域的最高一級地方行政機構。治所位於黑龍江下游東岸靠近入海口的奴兒干城(元朝徵東元帥府舊地,今俄羅斯尼古拉耶夫斯克特林)。據永寧寺記記載奴兒干都司與東北130多個衛所不相轄屬,非常設機構。到萬曆年間增加到384衛所,沿途設定驛站,經遼東都司直達北京,全長達兩千五百公里。