Khitanerna var det första kända folket som talade ett mongoliskt språk. Detta folk, som nämns från 500-talet e.Kr. och som bodde i Manchuriets skogar, hade kontakter med turkarna såväl som med uigurerna. År 924 besegrade deras ledare, Abaoji, kirgizerna och erbjöd uigurerna möjligheten att bosätta sig i deras tidigare land. Khitanerna erövrade norra Kina, som de styrde under dynastiknamnet Liao (907-1125) tills de fördrevs av Juchen, som också hade sitt ursprung i Manchuriet, som grundade Jin (Juchen)-dynastin (1115-1234) i norra Kina, som i sin tur ersattes av ännu ett altaiskt folk, mongolerna. Cathay, en tidig västerländsk benämning på Kina, härrör från namnet Khitan (Khitai). Spridningen av detta namn, som fortfarande används på ryska för Kina, är bara ett tecken på khitanernas extraordinära inverkan på historien.
Fördrivna från Kina av Juchen flyttade 1124 några khitaner västerut under Yelü Dashis ledning och bildade den karakhitanska staten (Svarta khitai, eller västra laoo-staten). Dess centrum låg i Semirechye och Chu-dalen, där staden Balāsaghūn låg. Balāsaghūn, som grundades av sogdierna, var vid den tiden ockuperad av de muslimska karakhaniderna (karakhaniderna), ett turkiskt folk som var nära besläktat med uigurerna och vars styrande hus troligen härstammade från karlukerna. Karakhaniderna, som blev muslimer i mitten av 900-talet, härskade över både Semirechye och Tarimbäckenet söder om Tien Shan. Medan Balāsaghūn förblev residenset för deras främsta härskare verkar Kashgar ha fungerat som en religiös och kulturell metropol. År 992 ockuperade de Buchara, som tidigare varit huvudstad för den iranska Sāmāniddynastin (819-1005), under vars välvilliga styre städerna i Transoxanien hade blivit berömda centra för islamisk kultur och lärdom.
Karakhaniderna upprätthöll stamtraditionerna i stäppvärlden i mycket större utsträckning än vad andra muslimska turkiska dynastier gjorde, t.ex. ghaznaviderna eller seldzjikerna, men de visade sig inte vara mindre skickliga på att kombinera inhemsk turkisk och iransk-islamisk kultur. Det tidigaste bevarade verket av turkisk litteratur som formats av islamiska värderingar, Kutudgu bilig (”Kunskap som leder till lycka”; eng. trans. The Wisdom of Royal Glory), skrevs av Yusuf Khass Hajib från Balāsaghūn i stil med samtida iransk-islamiska ”speglar för prinsar” och färdigställdes i Kashgar 1069-1070. Nästan samtida med den var Dīwān lughat al-Turk (1072-74; Compendium of the Turkic Dialects), en arabisk ordbok över khakani, den mellanturkiska dialekt som talades av karakhaniderna och som skrevs av Maḥmūd al-Kāshgarī.
Från och med slutet av 1000-talet blev karakhaniderna i Transoxanien vasaller åt seldzjunkherna, som vid den här tiden redan var herrar över stora delar av Mellanöstern. Icke desto mindre hade karakhitanerna satt sina hjärtan på att förvärva seldzjukernas löst kontrollerade östra provinser. År 1137 hade Yelü Dashi fått den karakhanidiska härskaren Maḥmūd II att underkasta sig, och år 1141, i ett slag som utkämpades nära Samarkand, besegrade han på ett avgörande sätt den siste ”storseldjuka” sultanen, Sanjar. Territorierna under karakhitisk hegemoni sträckte sig nu över hela Centralasien så långt som till den norra stranden av Amu Darya och hotade Khwārezm, som ligger i Amu Daryas delta. Deras grepp om detta vidsträckta område krossades dock slutligen år 1211, genom kombinerade aktioner av Khwārezm-shah ʿAlāʾ al-Dīn Muḥammad (1200-20) och Küchlüg Khan, en flyende naimansk hövding på flykt från Djingis Khans mongoler.