汉时所谓“西域”，其意义有广狭两种。初时所谓“西域”，是专指如今的天山南路，所谓“南北有大山，中央有河”。南山，是如今新疆和青海、西藏的界山；北山，是如今的天山山脉；河，就是塔里木河。这是狭义。但是后来交通的范围广了，也没有更加分别，把从此以西北的地方，也一概称为“西域”。这“西域”二字，便变成广义了。
狭义的西域，有小国三十六，后稍分至五十余。其种有“塞”，有“氐”、“羌”。氐、羌是“行国”，塞种是“居国”。诸国大概户数不过数百，口数不过千余或数千。最大的龟兹，户数六九七○，口数八一三一七，胜兵数二一七六。最小的乌贪訾离，户数四一，口数二三一，胜兵数五七。不过是一个小部落，实在不足称为国家。其中较大而传国较久的，只有焉耆、如今新疆的焉耆县。龟兹、如今新疆的库车县。疏勒、如今新疆的疏勒县。莎车、如今新疆的莎车县。于阗如今新疆的于阗县。五国。汉时当交通孔道的，有车师、北道，如今新疆的吐鲁番县。楼兰南道，如今已沦为白龙堆沙漠。二国。余均无足齿数。从此以西北，却有几个大国。
原来葱岭以西，是白种人的根据地。现在欧亚两洲的界线，在地理上并不足为东西洋民族的界线；东西洋民族分布的界线，还要推葱岭、帕米尔一带大山。试观葱岭帕米尔以西诸国，和欧洲的历史关系深，和中国的历史关系浅可知。白种有名的古国，要推波斯。后来为马其顿所灭。亚历山大死后，部将塞留哥（Seleucus）据叙利亚（Syria）之地自立，是为条支。后来其东方又分裂而为帕提亚（Parthia）、巴克特利亚（Bactlia）两国，便是安息和大夏。大夏之东，也是希腊人所分布之地。西域人呼为Ionian，就是Yavanas的转音，这是大宛。大宛之北为康居，再西北就是奄蔡了。奄蔡，就是元史上的阿速，到将来再讲。安息是如今的波斯。大夏在阿母、西尔两河之间。大宛在其东，大约在如今的吹河流域。其北就是康居，康居的地理，《元史译文证补》把他考得很清楚的。原文甚长，不能备录，可以翻出一参考。奄蔡，也见《元史译文证补》。据近世史家所考究，蒲萄、苜蓿，亦系希腊语Botrus、Medike的译音（参看近人《饮冰室丛著·张博望班定远合传》）。这一节又须参考西史。这都是阿利安族。《汉书》上总叙他道：“自宛以西，至安息，虽颇异言，然大同，自相晓知也。其人皆深目高鼻，多须髯。善市贾，争分铢之利。贵女子，女子所言，丈夫乃决正。”又颜师古说：乌孙“青眼赤须，状类猕猴”。据近代人所研究，这种形状很像德意志人。《元史译文证补》卷二十七。这些国的种族属于阿利安大约可无疑义了。
此外又有所谓“塞种”，大约是白种中的“塞米的族Semites”。其居地，本来在如今的伊犁河流域。后来为大月氏所破，才分散。《汉书》上说：“昔匈奴破大月氏，大月氏西居大夏，而塞王南居罽宾。如今印度的克什米尔。塞种分散，往往为数国。自疏勒以西，休循、捐毒之属，皆故塞种也。”此外又有乌戈山离，“其草木、畜产、五谷、果菜、食饮、宫室、市列、钱货、兵器、金珠之属，皆与罽宾同。”难兜国，亦“种五谷，葡萄诸果，与诸国同属罽宾”，大约亦系塞种。《汉书》上明指为氏羌的，是“蒲犂与依耐，无雷皆西夜类也。西夜与胡异，其种类氐羌。行国，随畜，逐水草”，此外更无明指为氐羌的。只有婼羌、鄯善，亦系行国；温宿则“土地物类所有，与鄯善诸国同”。可以推定其为氐羌。据《后汉书》，则西夜子合，各自有王。又有德若，“俗与子合同”，又载车师，蒲类，移支，且弥，亦均系行国。移支“俗勇敢善战，以寇抄为事。皆被发。尤酷与羌类”。此外都不明著其种族。西域诸国前后《汉书》载其道里方位很详，如今的新疆省，设县不多，若把县名来注，反觉粗略，若把小地名来注，太觉麻烦，反不如检阅原书的清楚而正确了。所以除几个大国之外，不再详注今地。若要精密研究，看徐松的《汉书·西域传补注》最好。
汉初，中国西北的境界限于黄河。渡河而西，祁连山脉之北是大月氏。后来河西四郡之地。从大月氏再向西，便是西域三十六国了。大月氏本来是个强国，冒顿和老上单于时，两次为匈奴所破，逃到伊犁河流域，夺了塞种的地方。塞种于此时南君罽宾。乌孙本来和大月氏杂居的，尝为大月氏所破，到这时候，便借兵于匈奴，再攻破大月氏。于是大月氏西南走，夺了大夏的地方。乌孙便住在伊犁河流域。汉武帝听得大月氏是个大国，想和他夹攻匈奴，募人往使，张骞以郎应募前往，路经匈奴，给匈奴人留住一年多。张骞逃到大宛。大宛派个翻译，送他到康居，康居再送他到大月氏。这时候，大月氏得了“沃土”，殊无“报胡之心”。张骞留了一年多，不得要领而归。恰好这时候匈奴的浑邪王，杀掉休屠王降汉，汉朝得了河西的地方。张骞建言，招乌孙来住。汉武帝就派他到乌孙，乌孙不肯来；而张骞的副使，到旁国去的，颇带了他的人回来。汉武帝由是锐意要通西域，一年之中，要差十几回使者出去。
使者走过各国，各国是要搬粮挑水供给他的。加之当时出使的人，未必个个都是君子，颇有些无赖之徒想借此发些财的。因为所带金帛甚多。这种金帛，回来时候，未必有正确的报销。要是无赖一点，沿路还可以索诈。或者还可以带着做点买卖。其行径，颇不敢保他正当。因此当道诸国，颇以为苦。于是楼兰、车师先叛。前一○八年，汉武帝发兵打破了这两国。后来又有人说大宛国里有一种“天马”，汉武帝差人，带了“金马”去换他的。大宛王不肯，和汉使冲突，把汉使杀掉。武帝大怒，派李广利去打大宛。第一次因为路远，粮运不继，不利。武帝再添了兵去，前一○一年到底把大宛打破。大宛离汉甚远，给汉朝打破之后，西域诸国见了汉朝就有些惧怕。加之以乌孙也是一个大国，他起初和中国颇为落落寡合，后来因为时常同中国往来，匈奴人要想攻他，乌孙人急了，就尚了中国的公主。从此以后，乌孙和中国往来极为亲密。这都是汉朝的声威所以远播的原因。至于三十六国，当老上单于攻破月氏之后，就臣服匈奴。“匈奴西边日逐王，置僮仆都尉，使领西域，常居焉耆、危须之间，赋税诸国，取给足焉。”从浑邪王降汉之后，而汉通西域之路始开。攻破大宛之后，则“敦煌西至盐泽，如今的罗布淖尔。往往起亭。而轮台、如今新疆的轮台县。渠犁，轮台东。皆有田卒数百人，置使者校尉领护，以给外国使者。”然而当这时候，匈奴还时时要和中国争西域。前六八年，郑吉攻破车师，屯田其地，保护了南道。前五九年，匈奴内乱，日逐王降汉。于是匈奴所置的僮仆都尉消灭，而中国叫郑吉并护南北两道，谓之都护。治乌垒城，在如今库车县东南。元帝时又设立戊己校尉，屯田车师。西域诸国，就全入中国的势力范围了。南道，是如今从羌婼、且未经于阗到莎车的路。北道，是从吐鲁番经焉耆、库车到疏勒的路。当时的争夺西域，只是争两条通路，而汉朝以屯田为保护路线的政策。