成吉思汗死后，其遗体被立刻护送到斡难河源头的营帐所在地，沿途看见人畜全部杀死。根据他生前的意愿，遗体埋在鄂嫩、克鲁伦、土剌三河发源地不儿罕山的起辇谷，后来元朝诸帝后死后也都送到这里来安葬，起辇谷草木茂密，到13世纪末，成吉思汗的葬地已经无法辨认了。
（一）丧葬习俗
成吉思汗因坠马病死在六盘山后，其遗体被运往陵墓埋葬。金霍洛也自此而名扬蒙古，其蒙语释意为“主人的陵园”。
陵墓坐落在内蒙古鄂尔多斯草原中部的鄂尔多斯市旗甘德利草原上，距包头市一百八十五公里。这里牧草腾碧浪，羊群卷雪花。蓝天绿草之间，三座蒙古包式的大殿肃然伫立，明黄的墙壁、朱红的门窗、辉煌夺目的金黄琉璃宝顶，使这座帝陵显得格外庄严。陵园占地面积五万多平方米，主体建筑由三座蒙古包式的大殿和与之相连的廊房组成。陵园分为正殿、寝宫、东殿、西殿、东廊、西廊六个部分。整个陵园的造型，犹如展翅欲飞的雄鹰，极富浓厚的蒙古民族独特的艺术风格。1127年，六十几岁的成吉思汗病死在六盘山。他葬于外蒙境内的肯特山起辇谷。具体位置没有人知道。
（二）王位之争
成吉思汗有许多儿子，正妻是孛儿帖，所生四子地位最高。他们是术赤、察合台、窝阔台、拖雷。四人常常跟随成吉思汗出征，立下了汗马功劳。成吉思汗将巴尔喀什湖以西，蒙古军马蹄所到之处封给长子术赤，自畏兀儿地到阿姆河之间地区分给察合台，窝阔台占有以叶密立河（额敏河）河霍博（今新疆和布克赛尔）为中心的地区。按照蒙古族人的习惯，幼子继承家业，其余诸子另立门户，所以前面三子分有被征服的领土，而幼子拖雷继承了漠北蒙古本土。
至于汗位继承，则与财产继承有所区别。成吉思汗对于确立汗位继承人，非常犹豫。在西征将要开始时，也遂夫人（成吉思汗宠爱的妻子）说：“大汗涉立山川，远去征战。若一日有不讳，四子内命谁为主，可令众人先知。”成吉思汗就把四个儿子找到一起商量。他先征求术赤的意见。术赤还未说话，察合台抢先说道：“父亲问术赤，是不是要委付他？他是篾儿乞种带来的，俺如何叫他管？”
原来成吉思汗长妻孛儿帖曾被篾儿乞人抢去，夺回以后才生下术赤，所以他的血统是很可疑的。术赤听了这番话，非常恼怒，揪住察合台的衣领，就要动手，被旁人劝阻住。面对二子的冲突，成吉思汗感到忧虑，便指定第三子窝阔台为汗位继承人，并要其余三子立誓拥戴。
术赤与成吉思汗出征西夏时在自己的封地死去。成吉思汗临死前，将窝阔台、拖雷以及其他诸子召集在一起，用箭和多头蛇作比喻，要他们拥戴窝阔台为大汗，并说：“只要你们兄弟互相帮助，彼此坚决支援，你们的敌人再强大，也无法战胜你们。”
因此，在成吉思汗死后召开的忽里台大会上，根据遗命，与会者一致推选窝阔台为大蒙古国新的大汗。但是，事实与成吉思汗的愿望相反，子孙并不听从他的嘱咐，反而经常为了争权夺利而发生冲突。从窝阔台即位之日开始，以术赤系和拖雷系为一方，以窝阔台系和察合台系为另一方，形成两个派别，围绕着汗位一直进行着明争暗斗。大蒙古汗国与元朝政治生活的多个方面，都受到了这一派系斗争的影响。
（三）死因之谜
关于成吉思汗的死因，多与西夏有关。
史料记载，1227年初，成吉思汗在西夏作战时膝部中了毒箭，最终致命。意大利著名旅行家马可·波罗在自己的遗著中认为：成吉思汗死于箭伤。《圣武亲征录》说，成吉思汗受箭伤有三次：1202年阔奕坛之战、1212年攻西京之战、1226年攻西夏时膝部中箭。估计最后一次箭伤对其身体影响较大。《世界侵略者传略》《史集》《元史译文》《纲目译文》等国外、国内书籍都说“汗病八日死”，在避暑期间还挽留辽国国王耶律留哥的长子薛，“俾其亲见西夏都城之攻拔”。他连续作战且每个月都能攻破一个西夏属地城池，并邀请辽国王子观看西夏都城的消亡，这证明成吉思汗在一路攻城拔地中，对身后取得胜利及眼前要取得的胜利很有信心，而且，他身体状况还不错。然而箭伤却让这个身体健壮的人突然死亡。成吉思汗死于西夏军队的连发弩射出的毒箭之下，带有剧毒的箭头射伤成吉思汗的膝部，再加上长子术赤死亡、流动作战的辛劳、酷热的天气等因素影响，使病情加重。几个月前在内蒙古阿尔寨就因落马膝部受伤的成吉思汗仅仅挺过了八天时间就驾崩了。
在灭亡西夏的前夕，成吉思汗的生命也走到了尽头，临终前提出联宋灭金的战略。同年西夏被彻底攻灭。
历史上关于成吉思汗的死因还有其他的说法。
1.坠马说
关于成吉思汗的死因，其中最正统的，也为更多人知道的，就是《元史》中所说的“坠马说”。
蒙古人撰编的《元朝秘史》（卷十四）记载，“成吉思既住过冬，欲征唐兀。重新整点军马，至狗儿年秋，去征唐兀，以夫人也遂从行。冬天，于阿儿不合围猎，成吉思骑一匹红沙马，为野马所惊，成吉思坠马跌伤，就于搠斡儿合惕地面下营。次日，也遂夫人对大王并众官人说：‘大汗今夜好生发热，您可商量。’”
“唐兀”，是当年蒙古人对西夏人的叫法；“狗儿年”，是宋理宗宝庆二年（1226年）。这里交代一个史实，成吉思汗于1226年秋天，带着夫人也遂去征讨西夏国。冬季时，在一个叫阿儿不合的地方打猎。不想他骑的一匹红沙马让一匹野马惊了，导致没有防备的成吉思汗坠落马下受伤，当夜就发起了高烧。1227年农历七月“不豫”，病根即在此。为什么一次坠马伤重成这样？据说是流血太多。
当时，也遂请随从的将领商议这事怎么办，有人建议反正西夏城池都在，一时半会也逃走不了，干脆回去养伤，等好了再来攻打。成吉思汗一生争强好胜，心想如果这样回去会让西夏人笑话。也该他魂断西夏，成吉思汗派员去西夏国探听情况时，正好西夏一叫阿沙敢不的大臣讥笑，有本事你就来过招。成吉思汗听说后，表示宁死不退兵，遂挺进贺兰山，将阿沙敢不灭了。但此后，成吉思汗的伤病一直未好，反而加重，到1227年农历七月十二病死了，时年66岁。如果当时成吉思汗回去了，这病根子就不会落下了。
2.雷击说
这种说法比较离奇。出使蒙古草原的罗马教廷使节约翰·普兰诺·加宾尼在其所写的文章中透露，成吉思汗可能是被雷电击中身亡。约翰·普兰诺·加宾尼当时到达蒙古草原时，发现夏天的雷电伤人事故频发，“在那里却有凶猛的雷击和闪电，致使很多人死亡”。因为这原因，蒙古族人很怕雷电。
南宋彭达雅所著《黑鞑事略》记载，“鞑人每闻雷霆，必掩耳屈身至地，若躲避状”。约翰·普兰诺·加宾尼为葡萄牙人，出使中国的确切时间是公元1245—1247年，由教皇诺森四世派遣而来，回去后向教皇提交了题为《被我们称为鞑靼的蒙古人的历史》出使报告。约翰·普兰诺·加宾尼来中国时距成吉思汗死亡只有十八年，比马可·波罗早三十年，记叙并非空穴来风。
3.中毒说
其一就是上文所述的《马可·波罗游记》中的记载。马可·波罗是13世纪意大利商人，于1275年到达中国。其时正是元世祖忽必烈当政时间。其在游记中记叙的成吉思汗的死因：在进攻西夏时围攻太津（吉州，古要塞）时，膝部不幸中了西夏兵士射来的毒箭。结果可想而知，箭毒攻心，伤势益重，一病不起。但民间另有传说，成吉思汗是“中毒”而死，却不是中了西夏兵士的毒箭，而是让被俘虏的西夏王妃古尔伯勒津郭斡哈屯下了毒，当时这位西夏王妃是乘陪寝之机行事的。
4.被刺说
这种说法与上面说的被俘西夏王妃古尔伯勒津郭斡哈屯有关，是下毒说法的另一种版本。在蒙古民间传说成吉思汗的军队在进攻西夏的过程中，兵士俘虏到了很漂亮的西夏王妃古尔伯勒津郭斡哈屯，进献给成吉思汗。就在陪寝首夜，这位西夏王妃刺伤了放松警惕性的成吉思汗。被刺一说，源于成书于清朝康熙元年的《蒙古源流》（1662年）。此书很珍贵，一百年后，即1766年蒙古喀尔喀部亲王成衮扎布作为礼物，将此书手抄本进献乾隆皇帝。乾隆令人将其译为满、汉两种文本，并题书名《钦定蒙古源流》，收入《四库全书》。应该说，成吉思汗被刺一说是有很高的可信度的。
（四）历史评价
成吉思汗是中国和世界历史上一个传奇人物。他幼年时经历艰辛，成人后屡遭挫折，但从不放弃，努力奋斗，终于战胜了一个个强大的对手，统一了蒙古草原。大蒙古汗国建立后，他又接连用兵，四处征战。他的一生，“灭国四十”，在世界历史上写下了惊心动魄的篇章。“一代天骄”，他是当之无愧。大蒙古汗国的建立，使草原上说各种语言的部落，逐渐融合为一个民族共同体，以蒙古为名，走上了世界历史舞台。在蒙古族的形成和发展过程中，成吉思汗的贡献是巨大的，他是当之无愧的蒙古族英雄，他在我国北方的军事活动，打破了长期以来分裂割据的局面，为以后元朝统一全国奠定了基础，也是有积极意义的。当然，无论在蒙古草原统一的过程中，或是对金、西夏的战争中，都造成了巨大的破坏，各族人民（包括蒙古族在内）的生命财产遭到了十分惨重的损失。这样严重的罪行，是由成吉思汗的奴隶主阶级本性决定的。
成吉思汗的西征，是一个长期存在争论的问题。西征是在“复仇”的名义下进行的，实质上是争夺霸权的斗争。西征给中亚各族人民带来了极大的痛苦，成吉思汗的暴行长期留在人们的记忆里。但是，也应该看到，它冲破了长期以来各国互相隔绝的状态，促进了东西方经济、文化的交流。“丝绸之路”再一次兴盛起来。西征带来的这方面的后果，在世界历史上是具有积极意义的。
明代官修的《元史》称赞成吉思汗“深沉有大略，用兵如神”。历来中外历史学家都盛赞成吉思汗的军事才能。确实，他善于用兵，出奇制胜，在军事上有许多值得重视的创造。但是，我们也可以看到，他并不是天生的常胜将军，在统一蒙古的过程中，曾不止一次吃过败仗。重要的是，他在失败之后不放弃，善于从失败中学习，以坚强的意志，重振旗鼓，直到取得胜利。正因为他在艰苦的环境中得到了充分的磨炼，所以在走出蒙古草原以后，才会所向无敌，成为叱咤风云的一代豪杰。