成吉思汗的蒙古大軍打下了縱橫萬里的帝國後，對帝國進行了分封，這就有了四大汗國的說法。很多人可能以為，這四大汗國早就可以獨立行事，其實在忽必烈以前蒙古大汗就是所有蒙古人產業的主宰，幾大汗國的城市都歸大汗所有。
成吉思汗分封的汗國實際上是九個，除了三個兒子的汗國，還在草原的邊緣地帶分封了其他幾個汗國。在忽必烈以前，蒙古大汗們可以向遠在中亞和東歐的城市派遣達魯花赤（意思是鎮守者），收取城市的賦稅，處理地方政務，並徵發當地民眾充當炮灰。一般來說中原地區的達魯花赤由西域人擔任，成吉思汗就派遣了西域人札八兒火者為黃河以北鐵門以南都達魯花赤；中亞地區的達魯花赤由中原地區的“漢人”（這裡主要是指四等人中的漢人，包括女真人和契丹人）擔任，契丹人耶律阿海就任擔任過撒馬爾罕城的達魯花赤。直到1257年蒙哥還能派遣達魯花赤到斡羅思（金帳汗國統治下的俄羅斯）徵發人力物力，為南下攻宋做準備。
分封到遠方的蒙古王爺們並沒有對城市的控制權，他們只能統治自己手下的兀魯斯民眾，利用這些民眾對封地內的民眾進行統治。在忽必烈以前只要大汗們一聲令下，各個汗國就會爭先恐後的送上軍隊和錢糧，旭列兀西征時金帳汗國和察合臺汗國都派遣了部隊。窩闊臺即位後，由於自己的直屬民眾遠遠少於拖雷，乾脆就把中原的大量人口分發給草原上的貴人，這才站穩了腳跟。窩闊臺還大量徵發草原部眾，形成了探馬赤軍；改組了怯薛軍，把第一怯薛改為大汗直轄。在窩闊臺組建的探馬赤軍裡也有來自察合臺汗國的部眾，窩闊臺汗國只是其家族的一部分產業而已。
蒙哥在拔都的幫助下成了蒙古大汗，對除了金帳汗國外的汗國都不客氣。蒙哥在中亞的阿姆河、別失八里等地設立行省，對那裡實行直接統治。蒙哥對窩闊臺和察合臺汗國進行了嚴厲打擊，將其主要成員或殺或關。窩闊臺汗國最著名的人物海都被嚴格看管在草原上，後來成了阿里不哥的支持者。窩闊臺的第六子合丹也被關押過，他是忽必烈的老鐵（此人從1235年打到1290年），後來還參加了滅宋之戰。蒙哥還干涉了金帳汗國的內部事務，把拔都軍隊和地盤都傳給和他關係良好的撒爾塔。
到到了忽必烈和阿里不哥爭鋒時，察合臺汗國首先恢復了實力。先是忽必烈派遣忠於自己的阿必失哈（察合臺孫子）去中亞掌權，希望從側面攻打阿里不哥（阿里不哥的主要地盤在阿爾泰山以西），但這個倒黴的傢伙被阿里不哥抓獲了。接著阿里不哥派遣察合臺的另一個孫子阿魯忽回察合臺汗國掌權，希望得到中亞的糧食（忽必烈斷絕了草原的糧食供應）。阿魯忽掌握了察合臺汗國的大權後，擁兵15萬，就不想給阿里不哥當提款機。阿里不哥只好殺進察合臺汗國，擊敗了這個二五仔，但也因濫殺無辜被趕了出來。由於缺糧，阿里不哥不得不投降了忽必烈。
忽必烈掌權後，忙於南下。海都帶著3000人馬回到了中亞，他和眾多察合臺的後裔一起對抗忽必烈，甚至取得了攻佔和林的勝利。由於中亞被敵對勢力掌握，元朝的皇帝們就徹底失去了對各個汗國城市、民眾的控制權，四大汗國終於成了真正獨立的汗國。
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