| 主要民族 | 维吾尔族－47% 汉族－38% 哈萨克族－7% 回族－5% 柯尔克孜族－0.9% 蒙古族－0.8% 东乡族－0.3% 塔吉克族－0.2% 锡伯族－0.2% |
四世纪前
前209年，匈奴冒顿单于即位，尔后统一漠北，歼灭河西的月氏，宾服西域三十六国，骚扰中原。
公元前138年，汉武帝决心联合西域各国，夹击匈奴，遂使张骞出使西域，前后两次，皆为匈奴所虏，竟得脱。前115年，张骞第二次出使西域归来。此后西域成为沟通中西方的要道丝绸之路的关键地带。汉宣帝神爵二年（前60年）于乌垒城（今新疆巴音郭楞蒙古自治州轮台策大雅南）建立西域都護府，取代匈奴势力。由於都護府的建立，新疆地区開始由中原朝代控制。
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新疆 |
4世纪－6世紀
4世纪初，西晋因来自北方的游牧民族入侵而覆灭；历史进入五胡十六国时期。中国西北部建立了一个又一个的不同民族的国家，包括前凉、前秦、北凉、后凉和西凉。这些政权都试图保持对西域诸城邦国家的控制。最终鲜卑族的北魏重新统一中国北方，控制了今天新疆东南的一部分。疏勒、于阗、龟兹和且末等政权控制了西部，而中央吐鲁番附近则被北凉的延续者高昌所统治。
5世纪末，吐谷浑和柔然开始分别侵入新疆南部和北部，中原政权（北朝）逐渐丧失对此地的控制。从6世纪中叶开始，突厥在阿尔泰山地区崛起，數年间击败柔然，建立了西至里海、东抵大兴安岭、横亘中亚的突厥汗国。583年突厥分裂为东西二部，新疆属西突厥。
7世纪－13世纪
隋炀帝大业五年（609年），由杨广亲自率领的隋军占领吐谷浑之后，控制了今日的新疆东南部。开始之后中原王朝经营西域。
唐太宗贞观十四年（640年），唐军佔領高昌，于该地置西州，又于可汗浮图城（今吉木萨尔）设庭州；同年在高昌设安西都护府，后迁至库车，改置为安西大都护府。在之后的二十年间，唐朝发动了对西突厥的一系列远征，西突厥最终于657年灭亡，670年安西四镇被吐蕃攻佔，而后十次易手；在693年最终被武周收复。702年在庭州设置北庭都护府，后又升为北庭大都护府，管理天山北麓及新疆东部地区的军政事务，而安西大都护府管理天山南部和葱岭以西的广大地区。唐玄宗开元年间，曾在两大都护府之上设碛西节度使，是当时全国八大节度使之一。非汉族聚居区，则设置羁縻府州。同时，还在龟兹、于阗、疏勒、碎叶（一度是焉耆）设军事建制，史称安西四镇。
8世纪中叶安史之乱发生时，吐蕃和回鹘再次在之后的三十二年内逐步占领了天山山脉南部的和河西走廊的广大地区，甚至在763年洗劫了唐朝京城长安。同时，回鹘人在之后的五十年时间内逐步控制了今新疆北部的广大地区。9世纪中叶后，吐蕃和回鹘都衰落下来，这一地区进入混战时期。
9世纪之后，西域出现了几个国家并列存在的局面。其中主要有高昌、黑汗王朝和于阗等地方政权。844年后西迁西域的回鹘人汇同其他操突厥语诸族建立地方政权。比如回鶻建立的高昌与喀喇汗王朝。于阗是古老的塞人居地，后被回鹘人合并。
黑汗王朝在10世纪—11世纪时控制今日的新疆西部，同一时期回鹘的一支在今日新疆中部定居。1132年，遼国皇族耶律大石躲避金朝人追擊，从辽河上游地区逃入新疆，建立流亡政权西辽，统治今日新疆地区八十多年。
13世纪初叶—14世纪时，新疆的天山以北地区大部分属于蒙古窝阔台汗国。今伊犁河流域曾设置阿里麻里（阿力麻里）等处行中书省，但不久就并入察合台汗国。阿姆河南岸曾设立行中书省，后并入伊儿汗国。今乌鲁木齐一带曾设置别失八里行中书省，后新疆大部分地区长期被察合台汗国占据，仅东部为大元帝国辖地。
14世纪之后
明朝初年，为防範漠北的鞑靼和瓦剌势力，於哈密等地區設置衛所；而以西则为蒙古人统治。16世紀中葉，吐魯番部強大，1472年，哈密等衛所一度被吐魯番攻破，諸衛內遷，之後收復；1514年再度被併。15世紀後半期後，西北諸衛全部喪失，明军退守嘉峪關。明末清初，蒙古的一支准噶尔部以伊犁为中心建立汗国。经过激烈的战争，1697年，清军击败了准噶尔入侵，控制了今新疆东部，哈密、吐鲁番首先归附清朝。1755年，清军攻占伊犁，最終平定準噶爾。1757年又平定了准噶尔辉特部阿睦尔撒纳叛乱。1759年，清军平定回部宗教首领波罗尼都、霍集占发动的大小和卓之亂，最终统一了新疆全境。周边的哈萨克、布鲁特、浩罕、巴达克山等国也臣服于清朝。
19世纪中叶，俄国威胁清帝国的整个北部边境。1864年的塔城条约将新疆西北部巴尔喀什湖以南大片土地割让给俄国，这些土地现在分别属于哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦。也是在1864年，整个新疆发生叛乱，1865年春，邻国浩罕汗国的阿古柏从喀什进入新疆，统治新疆大部分地区长达6年。1871年，俄国又侵占了伊犁河谷，当时清朝在新疆只剩下塔城等少数据点。
1875年，清朝陕甘总督左宗棠就任钦差大臣，督办新疆事务。到1877年底，清军陆续收复了中亚阿古柏控制的天山南北诸地，史稱「清军收复新疆之战」。1881年，清政府收复被沙俄占领长达11年之久的伊犁地区。1884年（光绪十年）11月19日，清政府颁发上谕，设立新疆省，任命刘锦棠为甘肃新疆巡抚，魏光焘为新疆布政使。新疆建省后废除了伯克制，裁汰各地驻扎大臣，设置厅、府、州、县，实行与内地各省一样的行政制度，使战乱后的新疆社会得到恢复和发展。[5]
近现代
1911年辛亥革命后清朝被中华民国取代，革命党人湖南人劉先俊等在伊犁策动起义，殺死伊犁將軍志銳，成立伊犂臨時軍政府。新疆巡抚袁大化電奏清廷保阿克蘇道尹杨增新为新疆都督，自己逃离新疆。杨增新在1912年和軍政府议和，逐渐取得全疆控制，并拥护中华民国大总统袁世凯。革命党人或被杀死，或回到内地。同年底在沙俄的支持下喀尔喀蒙古宣布獨立（详见外蒙古独立）。1912年库伦当局攻陷科布多后，又入侵蒙古与新疆之间的阿尔泰，被杨增新派军击败。1919年，北洋政府同意将阿尔泰并入新疆，设立阿山道，即今之阿勒泰地区。
1928年6月，北伐结束，7月1日杨增新自行就任新疆省政府主席兼总司令，7月7日被刺身亡。11月17日省政务厅长金树仁成为新疆省主席。由于金树仁的独裁统治，各地民变迭起，和加尼牙孜等人首先在哈密发生暴动，导致甘肃军阀马仲英入疆。1933年马仲英攻打迪化，被新疆督办公署参谋长盛世才击败。同年4月12日在一些不满金树仁的军官利用流亡新疆的白俄归化军发动政变，推举盛世才为新疆督军。金树仁取道苏联逃往天津。
1933年11月，在英國的支持下，和闐人穆罕默德·伊敏、沙比提大毛拉等人在疏附宣佈成立东土耳其斯坦伊斯蘭共和国，推舉和加尼牙孜為總統。1934年2月，东土耳其斯坦被马仲英部下馬福元所滅。穆罕默德·伊敏逃回和闐，又擁立其兄滿素爾為帕夏，成立“和闐伊斯蘭王國”，隨即被馬虎山所部消滅。
盛世才前期依靠苏联支持巩固政权，进而控制了新疆全境。为表示其亲共，盛世才前往苏联考察，还邀请中共陈潭秋、毛泽民、林基路等人到新疆工作。后期和中共决裂，1943年国民党军队进入新疆。在整个抗战期间，新疆相对独立，是抗战的大后方。盛世才还派军支持了绥远抗战等战役。
1944年，在苏联支持下，新疆爆发了反对国民党统治的“三区革命”（“三区”是指当时新疆的伊犁、塔城和阿勒泰三个地区），再度打出“东突厥斯坦”的旗号，并残酷屠杀当地的汉族回族人民。1944年9月，蒋介石将盛世才调到重庆任林业部长，派吴忠信任新疆省长，并命令马步芳派一个军的骑兵驻扎在新疆各地，对东突厥斯坦独立运动的活动进行镇压。1946年6月，“三区革命”领导人阿合买提江、阿巴索夫等撤消了艾力汗·吐烈的职务，将“东突厥斯坦共和国”改组为伊犁专区参议会。
1949年，国共内战末期，在彭德怀的人民解放军第一野战军8月26日占领兰州继而占领甘肃全境之后，新疆的国民革命军军政长官陶峙岳、包尔汉等宣布脱离广州的临时国民政府起义。期间已经投向共产党一边的张治中在中斡旋，而中共方面的谈判代表是邓力群。同年前苏联让起义军停止进入乌鲁木齐，并让起义军投降於中华人民共和国政府。9月25日第一野战军第一兵团在王震将军率领下攻佔乌鲁木齐，成为中华人民共和国的省。
| 2000 年新疆主要民族分地区统计 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 维吾尔族 | 汉族 | 哈萨克族 | 其他 | |
| 新疆 | 45.2% | 40.6% | 6.7% | 7.5% |
| 乌鲁木齐市 | 12.8% | 75.3% | 2.3% | 9.6% |
| 克拉玛依市 | 13.8% | 78.1% | 3.7% | 4.5% |
| 吐鲁番地区 | 70.0% | 23.3% | <0.1% | 6.6% |
| 哈密地区 | 18.4% | 68.9% | 8.8% | 3.9% |
| 昌吉回族自治州 + 五家渠市 | 3.9% | 75.1% | 8.0% | 13.0% |
| 博尔塔拉蒙古自治州 | 12.5% | 67.2% | 9.1% | 11.1% |
| 巴音郭楞蒙古自治州 | 32.7% | 57.5% | <0.1% | 9.7% |
| 阿克苏地区 + 阿拉尔市 | 71.9% | 26.6% | <0.1% | 1.4% |
| 克孜勒苏柯尔克孜自治州 | 64.0% | 6.4% | <0.1% | 29.6% |
| 喀什地区 + 图木舒克市 | 89.3% | 9.2% | <0.1% | 1.5% |
| 和田地区 | 96.4% | 3.3% | <0.1% | 0.2% |
| 伊犁哈萨克自治州1 | 16.1% | 44.4% | 25.6% | 13.9% |
| - 奎屯市 | 0.5% | 94.6% | 1.8% | 3.1% |
| - （原）伊犁地区 | 27.2% | 32.4% | 22.6% | 17.8% |
| - 塔城地区 | 4.1% | 58.6% | 24.2% | 13.1% |
| - 阿勒泰地区 | 1.8% | 40.9% | 51.4% | 5.9% |
| 石河子市 | 1.2% | 94.5% | 0.6% | 3.7% |
| 1 伊犁哈萨克自治州包括奎屯市、塔城地区、阿勒泰地区和伊犁地区。 伊犁地区已被撤销，辖区由伊犁哈萨克自治州直辖。 |
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