在20世纪初掀起中亚探险热潮中，来自普鲁士、法、英、俄等国的探险队在中国吐鲁番盆地及库车等地发现大量古写本残卷并将其带回各自的国家。其中有已知的健驮逻语、安息语、古波斯语、粟特语、和田塞语等，此外还发现一批用源于印度的婆罗米斜体字母书写的不为人知的语言，后来证明与最早1890年英国军官鲍威尔(Bower)在库车发现一种写在桦树皮未知文字属于同一种语言，时间大约在6～8世纪之间。
德国语言学家济格（E. Sieg）和济格林（W. Siegling）对此进行了深入的研究并获得解读上的突破。语言有东西两种方言，人们起初不知道这种语言的名字，德国语言学家缪勒在吐鲁番出土的吐火罗语剧本《弥勒会见记》（讲述佛教中未来佛弥勒的生平故事）的回鹘文译本中找到了证据，说明这种语言被古代回鹘人称为“Twghry”语，他认为Twghry即Tokhari-吐火罗语，两种方言就被叫做吐火罗A（焉耆语）、吐火罗B（龟兹语）。
吐火罗语残片
据考释，吐火罗语属于印欧语系并构成一个独立的分支，和临近的其他印欧语系语言（印度语族和伊朗语族）都有着相当大的差距。印欧语系下的语言经常划分为K类语言和S类语言。K类语言又称为腭音类语言（Centum），S类语言又名咝音类语言(Satem）。K类语言得名于拉丁语中表示一百的词centum，其特点是保留了原始印欧语的／K／音；S类语言得名于阿吠斯陀语中表示一百的词satum，其特点是把原始印欧语中的软腭塞音／K／变为齿龈清擦音／S／。K类语言包括拉丁语、希腊语、意大利诸语言、凯尔特诸语言、日耳曼诸语言，以及赫梯语和吐火罗语。S类语言包括波罗的诸语言，斯拉夫诸语言、阿尔巴尼亚语、亚美尼亚语和印度-伊朗诸语言。长期以来，K类语言被看作构成西部语群，而S类语言构成东部语群。吐火罗语是分布最东的印欧语，却属于K类语言，使人们认识到K类和S类印欧语的地理分布不像早先想象的那样简单。
吐火罗语字母与拉丁转写
西藏象雄王朝时代使用的象雄语属于汉藏语系，故网络上流传的关于吐火罗语即为古象雄语的说法皆为谣传。
北京大学林梅村教授、加拿大蒲立本、美国汉学家梅维恒等学者研究后发现，汉语中有很多词汇来自吐火罗语：
汉语“蜜”字来自焉耆语 “myat”、龟兹语 “mit”。
汉语“沙门”来自龟兹语 “samane”
汉语“沙弥”来自龟兹语 “sanmir”
汉语“佛”最早来自龟兹语“pud”（季羡林）
汉语“狮子”来自焉耆语 sacake
汉语“昆仑”来自焉耆语 klyom，龟兹语 klyomo
汉语“翕候”来自焉耆语 yapoy，龟兹语 ype （土地）
研究还发现了讲吐火罗语的古代民族还有的月氏人等，以下为吐火罗语在天山南北的分布情况：
西部方言，或B方言，流行于库车-古龟兹王国。
中部方言，流行于焉耆-古焉耆王国。
东部方言，或A方言，流行于吐鲁番--古车师王国。
月氏方言，流行于哈密北巴里坤草原-古月氏部落。
楼兰方言，流行于塔里木盆地东部--古楼兰王国。
由下图可见焉耆、龟兹、车师、楼兰的位置与地理分布。
那么讲吐火罗语的印欧语居民都是什么样的一些人呢？
龟兹文明可以推溯到青铜器时代。在距今3000-4000年以前，也就是中国的夏商时期，这里便已经存在了一批来自西方的居民，上世纪80年代，著名的考古发现“楼兰美女”，以及其后不断被发现的墓葬遗骨，都印证了这一说法，塔里木盆地地区最早的原住民，是长颅、高鼻、深目、薄唇、白肤操吐火罗语的欧罗巴人种民族。后逐步分散在龟兹、焉耆、吐鲁番、楼兰等地，建立起城邦国家，并跟北方阿尔泰语系民族、汉藏语系蒙古人种居民发生融合。
我们知道印度雅利安人、古波斯人也都是亚洲古老的印欧人。此外，在西亚幼发拉底河支流的卡布尔（Khabur）河畔（今 叙利亚地区）公元前15世纪到13世纪存在一个叫做米坦尼的古国，该国人民的主体是不属于印欧人胡里安族，而王族根据名字判断属于印欧人。考古发现了他们与同时期该地区另一古国赫梯王国签订的和平协议铭文。签署时间约在公元前14世纪，铭文提到了米坦尼王族崇拜的神的名字。从下面表格可以看出新疆操吐火罗语的古代居民和印度雅利安人、古波斯人及米坦尼王族信奉共同的神祇，同时也证明了语言上的联系。
亚洲古印欧人神祇及名称
月氏部落早期生息地即在图中蒲类湖（今巴里坤湖）附近，而左侧所注“大月氏”是其后来迁过去的。这里有必要进一步说明。《史记·大宛列传》 记载“始月氏居敦煌祁连间” 。前文已注明昆仑山之名就来自吐火罗语klyomant（意为神圣的，不同转写略有区别）汉代译作 “祁连山”、唐代译作 “祁罗漫山”，先秦和西汉时期的昆仑山指的就是巴里坤附近的东天山。《史记·大宛列传》 记载“始月氏居敦煌祁连间” 。这里的祁连山同样是来自吐火罗语Klyomant并实指的东天山。敦煌也不是后来的敦煌郡（即今甘肃敦煌），而可能即《山海经》的“敦薨”和《汉书·西域传》提到的“单桓’’，也在巴里坤草原。西北大学王建新教授主持的考古已经在这里发现月氏和匈奴的王庭遗址（东黑沟），提供了考古学的证据。月氏后来就是被匈奴打败而被迫西迁的。甘肃祁连山脉一带至今未发现任何相关的文化遗存也间接证明了这一点。
吐火罗一词很早就在西方被指称地理上阿富汗东北部地区。公元前140年前后，斯基泰等游牧民族四部Asii, Pasiani, Tochari, Sacarauli 联合灭掉希腊巴克特里亚王国建立政权，《史记》称为大夏。据研究，大夏可能是四部落主要力量Tochari的对译。史书也提到Asii是Tochari的王族，并在占领首府蓝氏城过程中战胜了Sacarauli。吐火罗也是Tochari的对译。此时起，西方文献称此地为吐火罗斯坦-Tokharistan。130BC前后，大月氏南渡阿姆河，攻败大夏诸部，并设休密、贵霜等五翕候（即上面源于吐火罗语词汇之一）治其地，有趣的是讲吐火罗语的大月氏来到这里之前，这一区域已经就成了"吐火罗斯坦"。玄奘翻译成“睹货逻国”，说明也是其后很长时间这里居民对自己家园的称呼。
时间不长，贵霜统一了五部翕候，推翻大月氏宗主，后来发展为强大的贵霜帝国。贵霜王族一种可能是大月氏人，但更可能的是来自建立大夏的游牧四部之一的Pasiani(为Gasiani之误拼）,即贵霜Kushan是Gasiani同一部落名的不同叫法与拼写，这样他们就是讲吐火罗语的印欧部落，而不属于斯基泰（即中国所说的塞种，操东伊朗语印欧人）系统。后来的贵霜一直被中国称为：“大月氏”。在这一区域，目前尚没有吐火罗语曾被使用及流行的证据，而我们已知这一时期的官方语言是Bactrian：一种用希腊字母书写的东伊朗语，中文可以翻译为大夏语，或许这才是这里的原住民和Tochari部落的母语，但吐火罗语这个名字却一直沿用至今。
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