作為維吾爾民族形成的時期，喀喇汗王朝是一個重要階段。

830年以後，回鶻汗國內部可汗更迭不斷，連年饑荒瘟疫，更是雪上加霜。840年，回鶻將軍句錄莫賀殺死次了可汗，回鶻諸部潰散。

其中遷移至新疆的十五部回鶻部眾，擁立烏介特勤為可汗，他們進入七河地區（今伊克塞湖附近，楚河、塔拉斯河一帶），建立的政權就是喀喇汗王朝。此後，他們得到了伊犁河谷、費爾干納和喀什噶爾。 857年，唐宣宗遣使冊封龐特勤為可汗。

他死後，汗國一分為二， 長子巴茲爾，治巴拉沙袞；次子奧古爾恰克，治怛邏斯。

893年，薩曼王朝軍隊攻下怛邏斯，奧古爾恰克的妻子被俘，他遷都喀什噶爾，繼續與之鬥爭。

起初，和回鶻一樣，喀喇汗王朝大多是薩滿教與拜火教教徒，也有信奉佛教的。到了統治集團的第三代，一些成員透過薩曼王朝的穆斯林，從而接觸到了伊斯蘭教，第一位改宗伊斯蘭教的是巴茲爾次子薩圖克。在得到河中地區伊斯蘭教徒和古拉姆近衛軍的支援後，他打敗了信仰薩滿教的叔父奧古爾恰克，自稱博格拉汗，接著奪回怛邏斯，佔領巴拉沙袞，成為第三任大汗。死後，他葬在阿圖什，當地穆斯林陵稱其墓地為“蘇丹麻扎”。

博格拉汗死後，長子巴依塔什繼位，稱阿爾斯蘭汗，駐喀什噶爾。960年，他宣佈伊斯蘭教為國教。這是第一個突厥語民族信奉伊斯蘭的王朝。971年，阿爾斯蘭汗去世，其子阿里繼續對信奉佛教的于闐進行“聖戰”，但他在998年的一次戰鬥中死去。直到1006年左右，玉素甫•卡迪爾汗才征服了于闐。

除了征服于闐，他們同樣沒有放過薩曼王朝。990年，他們出兵白水城（今哈薩克奇姆肯特），在當地貴族帶路黨的幫助下，進入城中。992年，進軍河中地區。薩曼王朝國王在軍隊譁變，眾叛親離的情況下，匆匆逃出布哈拉。

　　阿爾斯蘭汗死後，其子納賽爾即位。他於999年納賽爾再次攻打薩曼，戰後在布哈拉置立總督。

　　到了11世紀初，汗國疆域東南至若羌，與西夏為鄰；東接高昌回鶻王國；東北至阿爾泰山，與遼朝為鄰；北至巴爾喀什湖；西至鹹海與花剌子模附近；西南以阿姆河為界；南抵興都庫什山、喀喇崑崙山。 版圖相當於烏茲別克、吉爾吉斯斯坦、塔吉克、哈薩克南部以及新疆中西部。

1041年，王室成員伊卜拉欣武力控制了河中地區後，自稱桃花石•博格拉•喀喇汗，史稱西喀喇汗王朝，與東部的阿爾斯蘭汗並列。從此，喀喇汗王朝分為東西兩大部分。

喀喇汗王朝文學的傑出代表作《福樂智慧》

　 平心而論，西喀喇汗王朝的開國君主， 伊卜拉欣還是很有作為的。他定都撒馬爾罕，在此修建了富麗堂皇的宮殿；他注重發展商業和經濟，進行了貨幣改革，維持了物價的穩定。他尊重宗教人士，但他絕不允許宗教勢力威脅汗權。

1068年，伊卜拉欣中風而逝，臨終前傳位於長子。 此時，塞爾柱王朝已經成為他們的心腹大患。1072年，塞爾柱蘇丹進犯河中，兩年後入侵了撒馬爾罕。1089年，蘇丹馬利克沙再次圍攻撒馬爾罕，俘虜了阿赫馬德汗。從此直到耶律大石前來，西喀喇汗王朝一直是塞爾柱王朝的附庸。 　　

1137年，西遼軍隊打敗了當時的西喀喇汗王朝馬赫穆德汗的軍隊。1141年，西遼軍與軍隊塞爾柱在撒馬爾罕以北的卡特萬舉行會戰。西遼軍大勝，進入撒馬爾罕，耶律大石從此聲震中亞。他將東、西喀喇汗王朝降為附庸國，只在當地留下一名監督官。

喀喇汗王朝與中原關係密切，漢文史籍中稱作“黑汗王朝”。 歷代可汗稱宋朝皇帝為“漢家阿舅大官家”。（“先是，唐朝繼以公主下嫁，故回鶻世稱中朝為舅，中朝每賜答詔，亦曰外甥。五代之後皆因之）”《宋史•回鶻傳》

1009年，喀喇汗王朝派羅斯溫向宋朝進貢時說道：“臣萬里來朝，獲見天日，願聖人萬歲，與遠人作主。”從此，喀喇汗王朝每三年進貢一次，貢品主要是乳香。宋廷則會予以遠超所值的絲綢、金銀、茶葉。

但是，到了1036年，李元昊控制了河西走廊，他們殺人掠貨，回鶻人只能繞道青海，才能進入宋朝境內，兩國的朝貢貿易不再順暢。

喀喇汗王朝分裂後，東喀喇汗國繼續對宋朝納貢稱臣，兩國屢屢策劃針對西夏的軍事行動。1093年，東喀喇汗國攻擊了西夏佔有的甘州、沙州、肅州。宋朝同樣派兵攻打了會州（今甘肅會寧）獲得了小勝。

1097年，兩國再次聯兵討伐西夏。宋朝人先後在涇原、綏德大敗西夏軍，殲敵數千人。東喀喇汗國則攻佔了敦煌，俘獲了當地的軍官和兵卒。不久，西夏人捲土重來，奪回了敦煌。東喀喇汗國的軍隊戰敗，借道龜茲回鶻撤軍了。