新疆地區在漢、唐和元朝時期，都是直接隸屬中央皇朝，並同內地保持著政治、經濟和文化各方面密切的聯絡。明朝時期，蒙古分為東部的韃靼與盤據在新疆北部的瓦刺兩大部。滿族興起以後，從十六世紀中葉起，大漠以南的察哈爾、科爾沁、土默特、鄂爾多斯等二十四部蒙古族先後歸附清朝，稱為內蒙古。漠北的喀爾喀蒙古分車臣汗、土謝圖汗扎薩克圖汗三部，都與清朝有“朝貢”關係，稱為外蒙古。阿爾泰山以西的瓦刺部，當時叫額魯特蒙古，分為互不統屬的四個衛拉特部:杜爾伯特部在額爾齊斯河流域，土爾扈特部在塔城附近的雅爾一帶，和碩特在烏魯木齊地區，準噶爾部在伊犁河流域。

四個衛拉特中，準噶爾最強。噶爾丹奪得汗位後，迫逐和碩特和杜爾伯特，佔據了新疆北部。然後又進攻天山南路，控制了南疆的維吾爾族地區，形成一個擁有六十萬人口的強大封建割據勢力。噶爾丹和清朝保持著傳統的朝貢關係，每次入貢有千人或數千人之多，常常請求清朝給予經濟上的援助，並和達賴喇嘛、青海諸臺吉一起給康熙皇帝上尊號，自居臣屬之列。

1684年，土謝圖汗與扎薩克圖汗發生衝突，噶爾丹支援扎薩克圖汗，遭到土謝圖汗的痛擊。1688年，正當土謝圖汗派人包圍了烏丁斯克和色楞格斯克，打擊俄國侵略者，收復失地的關鍵時刻，噶爾丹率領三萬騎兵越過杭愛山，進攻喀爾喀部。土謝圖汗被迫撤回與俄軍作戰的軍隊，與噶爾丹作戰。

噶爾丹打敗土謝圖汗部後，又佔領了扎薩克部，侵入車臣汗部。三部幾十萬人奔向漠南，請求清朝保護。康熙帝給以牲畜、茶、布等物資救濟，把他們暫時安置在科爾沁地區，並命令噶爾丹率眾西歸，退還喀爾喀三部故地。噶爾丹不聽從清朝命令，繼續率兵內犯，康熙帝決定親征。

1690年，康熙任命裕親王福全為撫遠大將軍出古北口，恭親王常寧為安北大將軍出喜峰口，在烏蘭布通與噶爾丹決戰。噶爾丹把一萬多頭駱駝捆住臥地，駝背上搭上箱垛，蓋上浸溼的氈子，擺成一條防線，稱為“駝城”。主力部隊從“駝城”垛隙放槍射箭，進行頑抗。清軍攻破“駝城”，大敗準噶爾軍，噶爾丹逃回科布多。

噶爾丹敗逃後，派人到莫斯科向沙皇提議締結同盟但沙俄當時無力出兵參戰，只是派人到噶爾丹那裡進行陰謀活動。

1691年，康熙帝在多倫諾爾會見被噶爾丹逐離故土的喀爾喀封建主，決定仍然保留三部的汗號，將漠北編為三十七旗，與內蒙古的四十九旗同樣看待。

1694年，噶爾丹要求清朝把土謝圖汗和哲卜尊丹巴活佛送交給他處置，並煽動內蒙古諸部背叛清朝。第二年，噶爾丹率兵侵入巴顏烏蘭，大肆搶掠。康熙帝於1696年決定再次親征，命令薩布素率領東三省兵從東路出擊，費揚古率陝甘兵從寧夏出西路，截斷準噶爾兵的歸路。康熙帝親率八旗兵從獨石口出中路，進逼巴顏烏蘭。

噶爾丹在山頂望見康熙御營的黃帷龍旗後，慌忙拔營逃走。逃到昭莫多，遭到費揚古率領的西路軍的截擊，準噶爾兵大敗，噶爾丹僅率數十騎逃跑。

噶爾丹發動戰爭，不僅禍害別部人民，也給本部人民造成重大災難。他強迫富裕兵丁自備馬十匹、駝三頭、羊十隻，窮苦兵丁自備馬五匹、駝一頭、羊五隻，參加遠征，社會矛盾異常尖銳。準噶爾內部，也是矛盾重重。噶爾丹的侄子策妄阿拉布坦早先受噶爾丹迫害，逃往博羅塔拉，這時也乘機返回伊犁，收集舊部， 與清朝聯合起來夾擊噶爾丹 。1696年九月，康熙帝親自到歸化城，命令青海諸臺吉和策妄阿拉布坦協力進攻噶爾丹。噶爾丹的屬下看到大勢已去，紛紛歸附清朝。第二年，康熙帝第三次親征到寧夏指揮作戰，命令馬思哈和費揚古率軍大舉深入，追殲噶爾丹。噶爾丹在眾叛親離，走投無路的情況下服毒自殺，部下把他的屍首送交清軍，投降清朝。

康熙帝平定噶爾丹之後，喀爾喀三部幾十萬人重返漠北故地，由三十七旗擴充為五十五旗，增設賽音諾顏部，統轄十九個旗。清朝對外蒙古四部七十四旗實行有效統治。清軍鎮壓準噶爾噶爾丹之後，策妄阿拉布坦、噶爾丹策凌、阿睦爾撒納又相繼起兵。在這七、八十年中，他們強迫各部人民當兵打仗，傷亡慘重，嚴重地破壞了新疆地區的社會經濟。額魯特各部分崩離析，紛紛向清朝靠攏。

1755年、1757年清廷兩次進軍伊犁地區，鎮壓準噶爾的反抗，控制了天山南北。為了加強中央政權對新疆地區的統治，清朝於1762年在新疆設定伊犁將軍。伊犁將軍駐紮在伊犁城，統率各地軍隊並節制地方官吏。其下設烏魯木齊都統一人，伊犁、塔城、喀什噶爾各設參贊大臣一人，哈密、吐魯番、鎮西、葉爾羌、和等十二城各設辦事大臣或領隊大臣一人。

為了防止外來侵略和控制新疆各族人民，清廷從各地調遣滿、蒙、索倫、達呼爾、錫伯和綠旗兵共二萬餘人，作為新疆駐軍，駐紮在天山南北兩路。這些軍隊按八旗編置，歸伊犁將軍統轄。

伊犁將軍還直接管轄駐牧在新疆地區的準噶爾部八旗十二佐領，和碩特部四旗和1771年歸來的土爾扈特部四路的一切軍民事務。

清朝為了解決駐軍的糧食問題，在新疆屯田。1760年，辦事大臣阿桂在伊犁“乘時興屯，開渠灌溉”，開始組織屯田。後來，屯田事務也歸伊犁將軍督辦。新疆的屯田分四種。一是軍屯，綠旗兵每人授田二十畝，給與耕牛種子，攜帶家口屯種，每年交糧十二至十八擔。第二是回屯，從烏什、葉爾羌、和闐、哈密、吐魯番等處抽調維吾爾農民到伊犁屯田，規定每戶納糧十六擔。第三是戶屯，招集內地農民到天山北路屯田，編為民戶，每戶授田三十畝，不給牛具，每畝歲納銀五分，或是細糧八升。第四是旗屯，旗屯建立最晚，實行僅限伊犁。旗屯是在伊犁惠遠、寧遠兩城的旗兵屯田，由閒散人丁代耕，或僱人耕種，永為世業。在阿桂、伊勒圖、松筠等人任伊犁將軍期內，屯田尤其得到大力發展。伊勒圖不僅注重屯田，還開採銅礦開爐鑄錢，允許商人採煤。在屯田地區，到處興修水利，開渠引水。松筠又在伊犁地區修築兩條灌溉渠。一條為錫伯渠，逶迤數十里，一條為將軍渠，灌田數萬畝。這一系列屯田措施，解決了軍需民食問題。據說當時伊犁一帶，水田交錯，賓鴻白鷺，“宛若江南風景” 。

伊犁將軍是清朝任命在新疆地區的最高軍政長官，具有很大的權力。伊犁將軍的設定，作為統一國家的封疆大吏，它在有效地抗擊外國侵略，保衛中國邊疆等方面，卻是起過一定的積極作用的。

清政府的國土面積僅次於當時元朝的面積，對於遠離政治中心的新疆，主要政府對其控制力並不大，而且清朝建國之初，新疆是沒有設立省份的，所以當時有一隻蒙古部落趁機崛起一面假裝向清廷示弱，另一方面卻在不斷地兼併周圍的小部落以擴大自己的勢力，如果它的勢力越來越大，將會影響到清朝的統治，甚至會威脅到清朝的核心統治，康熙感到了深深的危機感，所以決定親自平叛。

西北地區的局勢動盪，有濃厚的宗教色彩，當時的部落首領擁有大量的土地和財富，婷婷曾經扣押大小合作但是為了穩定局勢還是將他們二人釋放，沒想到他們二人迅速集結勢力，進行了判亂，乾隆平定大小和卓後，設立了伊犁將軍府，專門用來控制新疆局勢。