現代新疆的考古發掘表明，在距今約2000-3000年前的新石器時代，天山南北已出現人類先民活動的痕跡，其石器、雕刻技術以及* * *保存下來的陶器的顏色和圖案與甘肅、內蒙古、寧夏等地相似。
漢代，中央政府開始在西域各地設立地方政府機構。到西漢初年，天山南北的社會經濟有了很大發展。西漢統壹西域的大業始於討伐匈奴。匈奴是秦漢時期生活在中國北方草原地區的壹支強大的遊牧民族。壹開始很弱，後來變強了。匈奴對包括西域在內的北方地區的統壹管轄，為後來全國統壹局面的形成創造了條件。
漢武帝劉徹為了打敗匈奴，鞏固自己的統治，決定“通西域，斷匈奴右臂，孤立南羌嶽氏”。為此，他先是兩次派張騫出使西域，以加強與西域的聯系，對付匈奴。張千璽大使加深了中原對西域的了解，加強了兩地的政治經濟聯系，擴大了漢朝在西域的政治影響，為漢朝統壹西域創造了條件。
公元前109年，漢軍大將趙破奴率兵西征，攻破樓蘭、固始等西域重要城市。公元前60年，駐守西域的王獻被派往漢朝，天山南北都歸漢朝中央管轄。西域首府保護辦公室的成立，標誌著西域從此成為我們統壹的多民族偉大祖國的壹個組成部分。漢朝在政治、經濟、軍事上加強了西域與中原的聯系。西漢末年，外戚造反，王莽篡權，內地政局不穩，天山南北再次陷入分裂割據的狀態。東漢初年，匈奴南下，統治西域全境。
公元73年，東漢王朝派兵攻打北匈奴。其中竇固、耿中領兵出酒泉，在天山擊敗匈奴呼延王部，占領伊吾(今哈密市)。與此同時，班超，竇固的部將，然後是假司馬，奉命沿天山南麓西行，收復失地。班超憑借其卓越的政治軍事才能和西域各地民眾的大力幫助，南征北戰，有效穩定了西域政局，後被封為西域“定遠侯”。班超在任期間，還於公元97年派遣甘英等人出使大秦(東羅馬帝國)，傳教足跡到達波斯灣，進壹步發展了東西方的交往。
魏晉南北朝時期，西域發生了巨大的社會動蕩和民族融合。隋唐是中國封建社會空前繁榮昌盛的時期。唐朝統壹西域，在西域建立安西大都護府和北庭大都護府，以及回鶻人的西遷，是這壹時期西域歷史上的兩件大事。北宋時期，西域有三個地方政權:高昌回紇國、子堪國和喀喇汗王朝。南宋時，於闐王國並入喀喇汗王朝，但又出現了西遼。
1206年建立蒙古汗國，1271年改國名為元。蒙元時期，西域大部是成吉思汗次子察合臺的封地。明朝時，西域處於東察合臺汗國的統治之下。明朝中期，東察合臺汗國演變為葉爾羌汗國。18世紀中葉，清朝先後平定了準噶爾貴族、大小和卓的叛亂，統壹了新疆，並采取了壹系列行之有效的治理措施，對中國西北疆域的最終界定、新疆主要民族的形成及其分布格局、新疆與中原地區的政治、經濟、文化接觸與交流產生了深遠的影響。1771年，突厥人在首領沃巴希的帶領下回到祖國。
乾隆二十四年(1759)以後，西域改稱“新疆”或“西域新疆”，清政府開始在新疆各地設立官署，行使中央對天山南北的管轄權。新疆和內地的軍政制度基本相同，民族團結進壹步加強。1840是現代中國社會的壹條重要分界線。鴉片戰爭後，新疆和祖國其他地區壹樣，逐漸淪為半封建半殖民地社會。新疆各族人民反對外來侵略、分裂主義和封建剝削壓迫的鬥爭更加艱巨。
新疆和祖國的命運越來越緊密。第壹次鴉片戰爭後，清朝越來越弱，中國的領土主權遭到帝國主義的踐踏。地處祖國西北邊陲的新疆，更是遭受了俄國的侵吞。在完成西伯利亞的擴張後，沙俄開始侵占我國領土。1860年至1851年前，俄國強迫清政府簽訂了《中俄北京條約》、《中俄西北邊界劃分協定》、《伊犁塔爾巴哈臺中俄貿易憲章》。由於清朝的衰落，連毗鄰新疆的廣大小國都有伺機吞並我國領土的野心。壹些反動派和卓打著“聖戰”的旗號，攻城掠地，為非作歹，給新疆人民帶來了平靜的災難。
以伊犁農民起義和阿骨打勢力威脅俄羅斯安全為借口，俄羅斯打著保衛和防禦的旗號公然出兵占領伊犁。新疆有被外國瓜分占領的危險。經過清政府壹場所謂的“海防與密瓜防禦”之爭，西北國防生獲得了清統治者的重視和關註。
光緒元年(1875)，陜甘總督左奉命任命欽差大臣監管新疆軍務。清軍入疆順應了歷史潮流，贏得了新疆各族人民的擁護和支持。到光緒三年年底，清軍陸續收復南天山，阿古柏的侵略政權被消滅。光緒七年二月，清政府特使曾紀澤(曾國藩之子)幾經周折與俄國談判。雙方簽訂了《中俄伊犁條約》，約定次年俄軍撤出伊犁，中國給予賠償並允許俄國商人在新疆進行貿易而不納稅，俄國在嘉峪關、吐魯番設立領事。
1882，伊利終於回到了祖國的懷抱。光緒十年(1884)，清政府發布設立新疆省的詔書，劉錦棠被任命為首任新疆巡撫。迪化直隸州升為府，新疆軍政中心由伊犁移至烏魯木齊。實行以軍政府體制為主體的多元行政管理體制向單壹郡縣制的轉變，使新疆的行政編制與內地壹致。清朝對新疆的治理，無論是規模還是範圍，都遠遠優於前朝，社會經濟取得了前所未有的進步和發展。