Das erste Volk, von dem bekannt ist, dass es eine mongolische Sprache gesprochen hat, waren die Chitanen. Dieses Volk, das seit dem 5. Jahrhundert n. Chr. erwähnt wird und in den Wäldern der Mandschurei lebte, hatte sowohl mit den Türken als auch mit den Uiguren Kontakt. Im Jahr 924 besiegte ihr Anführer Abaoji die Kirgisen und bot den Uiguren die Möglichkeit einer Wiederansiedlung in ihrem ehemaligen Land an. Die Khitaner eroberten Nordchina, das sie unter dem Dynastienamen Liao (907-1125) regierten, bis sie von den ebenfalls aus der Mandschurei stammenden Juchen verdrängt wurden, die in Nordchina die Jin-(Juchen)-Dynastie (1115-1234) gründeten, die wiederum von einem anderen altaischen Volk, den Mongolen, abgelöst wurde. Cathay, eine frühe westliche Bezeichnung für China, leitet sich von dem Namen Khitan (Khitai) ab. Die Verbreitung dieses Namens, der im Russischen noch immer für China verwendet wird, ist nur ein Zeichen für den außerordentlichen Einfluss der Chitan auf die Geschichte.
Von den Juchen aus China vertrieben, zogen 1124 einige Khitaner unter der Führung von Yelü Dashi nach Westen und gründeten den Staat der Karakhitan (Schwarze Khitai oder West-Liao). Sein Zentrum lag im Semirechye und im Chu-Tal, wo sich die Stadt Balāsaghūn befand. Die von den Sogdiern gegründete Stadt Balāsaghūn war zu diesem Zeitpunkt von den muslimischen Karachaniden (Qarakhaniden) besetzt, einem türkischen Volk, das eng mit den Uiguren verwandt war und dessen Herrscherhaus wahrscheinlich von den Karluken abstammte. Die Karachaniden, die Mitte des 10. Jahrhunderts Muslime wurden, herrschten sowohl über die Semirechye als auch über das Tarim-Becken südlich des Tien Shan. Während Balāsaghūn die Residenz ihres Hauptherrschers blieb, scheint Kashgar als religiöse und kulturelle Metropole gedient zu haben. Im Jahr 992 besetzten sie Buchara, die frühere Hauptstadt der iranischen Sāmāniden-Dynastie (819-1005), unter deren gütiger Herrschaft die Städte Transoxaniens zu gefeierten Zentren islamischer Kultur und Gelehrsamkeit geworden waren.
Die Karachaniden bewahrten die Stammestraditionen der Steppenwelt in weitaus größerem Maße als andere muslimische türkische Dynastien wie die Ghaznaviden oder die Seldschuken, aber sie erwiesen sich als nicht minder geschickt in der Verbindung von einheimischer türkischer und iranisch-islamischer Kultur. Das früheste erhaltene Werk der türkischen Literatur, das von islamischen Werten geprägt ist, das Kutudgu bilig („Wissen, das zum Glück führt“; dt. „Die Weisheit des königlichen Ruhms“), wurde von Yusuf Khass Hajib von Balāsaghūn im Stil der zeitgenössischen iranisch-islamischen „Spiegel für Fürsten“ verfasst und 1069-1070 in Kaschgar vollendet. Fast zeitgleich mit ihm entstand das Dīwān lughat al-Turk (1072-74; Kompendium der türkischen Dialekte), ein arabisches Wörterbuch des Khakani, des von den Karachaniden gesprochenen mitteltürkischen Dialekts, verfasst von Maḥmūd al-Kāshgarī.
Ab dem späten 11. Jahrhundert wurden die Karachaniden in Transoxanien zu Vasallen der Seldschuken, die zu dieser Zeit bereits einen Großteil des Nahen Ostens beherrschten. Die Karachitaner hatten sich jedoch in den Kopf gesetzt, die von den Seldschuken nur locker kontrollierten Ostprovinzen zu erwerben. 1137 hatte Yelü Dashi die Unterwerfung des Karachanidenherrschers Maḥmūd II. erwirkt, und 1141 besiegte er in einer Schlacht bei Samarkand den letzten „Großseldschuken“-Sultan Sanjar entscheidend. Die von den Karachitanern beherrschten Gebiete erstreckten sich nun über ganz Zentralasien bis zum Nordufer des Amu-Darja und bedrohten Khwārezm im Delta des Amu-Darja. Ihre Herrschaft über dieses riesige Gebiet wurde jedoch 1211 durch die gemeinsamen Aktionen des Khwārezm-Schahs ʿAlāʾ al-Dīn Muḥammad (1200-20) und Küchlüg Khan, einem flüchtigen Naiman-Häuptling auf der Flucht vor Dschingis Khans Mongolen, endgültig gebrochen.