窝阔台汗国
窝阔台汗国是蒙古四大汗国中寿命最短的，脱胎于成吉思汗第三子窝阔台的封地，囊括有额尔齐斯河上游和巴尔喀什湖以东地区。拖累系的蒙哥即位后，为削弱前任大汗家族势力，将窝阔台汗国封地分授窝阔台子孙，以期分化瓦解。谁料被分到海押力（今哈萨克斯坦境内）的窝阔台之孙海都却异军突起，逐渐成为窝阔台系诸王首领，并联合察合台汗都哇与忽必烈开战。1301年海都亡，其子察八儿继位，但汗国却因争权夺利而实力受损，1303年，察八儿承认元朝宗主国地位，1304年被都哇击垮后被迫投降，窝阔台汗国大部并入察合台汗国。
伊利汗国
蒙古各汗国中，伊利汗与元朝皇帝同为拖累后裔，血缘最近，关系亦最紧密。旭烈兀以后历代伊利汗的即位，均需通过元朝皇帝的册封，使用大都颁赐的汉文印玺，如合赞汗的“王府定国理民之宝”、旭烈兀之子阿八哈的“辅国安民之宝”。且伊利汗在汉地拥有属民、封户，元成宗铁穆尔时（1295至1307年在位）就曾将伊利汗封地彰德路（今河南安阳周边）岁赋赐予合赞汗。伊利汗国和元廷间的紧密联系，为中国和阿拉伯各地的经济文化交流打开了便利之门，中国的天文历法、驿站制度和医学著作等源源不断的西传。而纸钞法的短暂导入，更使阿拉伯人见识到了世界上最早的纸币制度和雕版印刷技术。
14世纪30年代后，伊利汗国逐渐瓦解，权臣、将领们纷纷拥立傀儡而使国家四分五裂。其中西部分裂出以大不里士为都城的楚邦王朝和以巴格拉为都城的札剌亦儿王朝，1357年，钦察汗国扫荡大不里士，伊利汗国的末代可汗努失儿完下落不明，正统的伊利汗国宣告终结。而那些割据分裂出的汗国则逐渐被新兴的帖木儿帝国吞并。
察合台汗国
封地是畏兀儿与河中之间原属西辽故地的察合台汗国，因不满拖累系的蒙哥继承大汗，遂与窝阔台汗国的海都联合，与元朝进行了四十余年的战争（海都是蒙古汗国第二任大汗窝阔台之孙，故对大汗正统地位心存觊觎）。察合台汗国虽与元廷有过失和时期，但双方交流从未中断，至元十八年（1281年），元廷开辟了自晋北到别失八里的新驿道，设驿站三十座。
答儿麻失里即位（1330年）后，摒弃佛教，皈依伊斯兰教，导致贵族发难而使汗位更迭频繁，各地纷纷裂土割据，汗国逐渐分化为以阿里麻里为中心，统治喀什、吐鲁番一带的东部和以撒马尔罕为中心，占据河中地区的西部。后来西察合台汗国权柄被突厥化的蒙古贵族帖木儿攫取，演变成盛极一时的帖木儿帝国。而东察合台汗国则一直延续到了16世纪初。
东察合台汗国在中原王朝史籍中是以国都为名的，先后被称作别失八里（1389年建都）、亦力把里（1418年迁都，今新疆伊宁），最终被占据南疆的叶尔羌汗国吞并。其实叶尔羌汗国也可看做是东察合台汗国的延续，因为其开创者赛依德是东察合台汗国的末代汗满速儿的三弟，正宗的察合台后裔。叶尔羌汗国历时一百六十余年，在1680年被准噶尔汗国所灭。
钦察汗国
钦察汗国，又名术赤兀鲁思或金帐汗国，占据着额尔齐斯河到第聂伯河之间的广袤领土，与元朝始终保持着名义上的宗藩关系。1308年，元武宗海山遣使册封钦察汗脱脱为“宁肃王”，1312年脱脱之侄月即别嗣位后，元廷又遣使册封，予以承认。此后双方联系愈加紧密，只要持有元廷发给的路牌，就可以在大都直通钦察汗国都城萨莱的驿道上自由通行，极大便利了欧洲商旅来华贸易。
后来随着汗廷权力的削弱，那些拥有世袭领地和军队的万户逐渐各自为政，演变为独立王国。到15世纪时，钦察汗国先后分裂出克里米亚、喀山、阿斯特拉罕和西伯利亚等汗国。钦察汗国的内斗不仅使罗斯各公国摆脱了蒙古人对其两百余年的统治，而且给奉行陆上蚕食政策的沙俄提供了扩张的空间。1552年，沙俄攻破喀山城，城内男丁尽遭屠戮，妇孺被俘。1556年又灭阿斯特拉罕汗国，至此整个伏尔加河流域和乌拉尔山脉以西地区尽入沙俄版图。
