魏晉南北朝時期在西域設立過的行政管理機構有：西域長史、戊己校尉、郡縣制度、軍鎮制度。

魏晉南北朝時期，中原政局更迭頻繁，各種政治勢力此消彼長，對西域的管理弱了許多，具有三個特點。即分散性、多樣性和連續性。

中原政權對西域的管理意味著統轄和行使主權。具體表現在以下幾個方面：

1、中原王朝向西域派出了行使主權的官吏如曹魏政權和西晉政權都向西域派駐了戊己校尉和西域長史等官吏。

2、在西域推行中原的政令。

3、冊封當地少數民族的首領。

4、西域各國首領向中原王朝派出質子“入侍”。

5、中原王朝在西域實行中原的行政制度。如公元327年，前涼王朝在西域的高昌設定和內地相同的郡縣鄉里制度，西涼和北涼也效仿之

西域長史，初設於東漢中後期，公元123年以班超之子班勇為首任西域長史。

此後，西域長史府便是東漢、魏晉時期西域的最高行政機構。

魏晉對西域的控制較兩漢弱，但西域長史一直存在，西域長史府的治所便位於Murano（今新疆羅布泊西北）。

魏晉南北朝是中國繼秦漢之後出現的重要歷史時期，該時期中國雖然處於政權並立和國家分裂的狀態，但西域和中原地區的聯絡不僅沒有中斷，而且還繼續沿襲漢朝舊制並有所創新。

1、220年曹魏政權取代東漢後，一方面，在西域地區設定西域長史和戊己校尉，管理西域事務。另一方面，先後冊封西域多個地方政權首領，以進行對西域地區的管轄。例如，222年，曹魏政權冊 封車師後部王壹多雜為“守魏侍中，號大都尉”，“受魏王印”等。基於中原地區先進的文明，西域各地方政權不斷派遣使者到洛陽朝貢，據史料記載，龜茲、于闐、康居、烏孫、疏勒、月氏、鄯善和車師，均像漢代一樣保持朝貢。

2、265年建立，280年滅東吳，結束三國鼎立局面，短暫統一的西晉王朝仍沿襲曹魏舊制，在今新疆Murano設立西域長史府，管轄西域；在高昌設立戊己校尉，領導屯田戍守；同時，西晉繼續冊封西域鄯善、焉耆等地首領，透過冊封，進一步管轄新疆地區。
3、西晉滅亡後的十六國時期，西域為河西涼州地方割據政權管轄。前涼、前秦、後涼、西涼和北涼先後統治著西域，以漢族為主體的高昌地區建高昌王國，實施郡縣制，按照內地郡縣制度管理。
總之，秦漢以後至隋唐以前的魏晉南北朝時期，繼續沿用了漢朝開闢的治理西域的管理體制，但也有所創新，那就是開始引入郡縣制治理西域。