בשנת 1239, קובלאי נישא ל. צ'בי הייתה אשתו המועדפת על כל אישה או פילגש אחרת, והיא הולידה עם קובלאי את שהיה מיועד לרשת את קובלאי כקיסר יואן וכח'אן גדול. אולם, הנסיך ג'ינגים מת בשנת 1286, כ-8 שנים לפני קובלאי, ולכן לא ירש אותו. לאחר שהתאבל על מותו של ג'ינגים, קובלאי מינה כיורש את בנו של ג'ינגים, . ב-18 בפברואר 1294, קובלאי חאן, מייסד שושלת יואן, נפטר. לאחר מותו בשנת 1294, האימפריה המונגולית התפצלה רשמית וכל מדינות הירושה שלה היו לעצמאיות. טמור, נכדו של קובלאי ובנו של ג'ינגים ירש את קובלאי כקיסרהּ השני של שושלת יואן וכח'אן הגדול השישי עם השם טמור חאן. בתקופת שלטונם של קובלאי וטמור, שושלת יואן שגשגה. אך לאחר מותו של טמור, הח'אנים הבאים החלו לרדת בכוחם.
רעבים ואסונות טבע שונים גרמו לאי יציבות פוליטית. משנת 1330 והלאה, אסונות טבע כמו מגפות, בצורות ושיטפונות הביאו סבל רב ומוות לאיכרים ברחבי סין. בשנת 1341, מגפת דבר שידועה כמגפת המוות השחור הכתה קשות את שושלת יואן. מיליוני אנשים מתו במחוז חביי בלבד.
שושלת יואן זכורה כְּדור זהב של מדע, ותרבות. היא איחדה את כל סין לאחר יותר מ-300 שנים של חלוקה ואי-אחדות. הישגים רבים נעשו בתוך השושלת, בעיקר בתחומי הטכנולוגיה והתרבות. היא הייתה הראשונה להשתמש בשטרות (כסף נייר) כמטבעהּ הראשי. היא גם הייתה השושלת ה"זרה" הראשונה, זאת אומרת, השושלת הלא-סינית הראשונה ששלטה בכל רחבי סין.
בניגוד לשלושת מדינות הירושה האחרות, שושלת יואן הייתה מדינת הירושה היחידה של האימפריה המונגולית שלא עברה תהליך אסלאמיזציה.
למרות הערצתו של קובלאי לסינים, לאחר מותו קיסרי יואן כוננו מבנה חברתי לא הוגן: בני שבטו של ג'ינגיס חאן היו הנעלים ביותר, אחריהם המונגולים, אחריהם מוסלמים וזרים אחרים שהיו בעלי תפקידים רשמיים, ובתחתית הסינים בני האן. הודות ליחס לא הוגן, מיסים כבדים, רעב, וטענה לחוסר הנכונות של שלטון שושלת יואן למנדט השמיים, פרץ בשנת 1351 מרד של הסינים, בני האן נגד השלטון של שושלת יואן המכונה מרד המצנפת האדומה. הוא פרץ בגלל רוב תושבי סיני ההאן המקופחים. המרד הוצת על ידי תנועת הלוטוס הלבן ואחד ממנהיגי המרד הראשונים היה שטען כי הוא צאצא לאחד מקיסרי שושלת סונג הקודמת. בשנים 1356–1368 הנהיג את המרד ג'וּ יְוֵּאנְגָ'אנְג תחת הלוטוס הלבן. הוא הביס את כל הצבאות היריבים עד שנת 1367, ובשנת 1368, הוא תקף את חאנאבליק, בירת שושלת יואן, וכבש אותה בהצלחה. לאחר כיבוש חאנבאליק, טוֹגּוֹן טִימוּר, שהיה הקיסר הנוכחי של יואן, יחד עם שאר האצולה המונגולית, נסו צפונה על נפשם לעבר מונגוליה והסתדרו שם מחדש. הם הקימו ברחבי הערבה האסייתית את וטוגון טימור היה לקיסר הראשון שלה. בשנת 1368, עם נפילת חאנאבליק לכוחות המורדים ונסיגת יואן צפונה, נפלה שושלת יואן. באותה שנה הוקמה שושלת מינג על ידי ג'וּ יְוֵּאנְגָ'אנְג שנודע כחונגוו, קיסר סין. שושלת מינג הסדירה את כוחה והחליפה את שושלת יואן כשליטת סין עם בירתה נאנג'ינג.
שושלת שרדה עד אמצע המחצית הראשונה של המאה ה-17 ונפלה בשנת 1635.
האילח'אנאת.
בדומה לשושלת יואן המונגולית, השושלת האילח'אנית לא ניתנה כאולוס לאחד מבניו של ג'ינגיס חאן ונוסדה מספר עשורים לאחר מותו. היא נוסדה על ידי הולאגו חאן, נכדו של ג'ינגיס חאן, בשנת 1256. הולאגו היה החאן הראשון שלה. המדינה האילח'אנית כיסתה את כל מה שהיום זו איראן, יחד עם עוד חלקים נרחבים מטורקיה, עיראק, סוריה, ארמניה, טורקמניסטן, פקיסטן ואפגניסטן המודרניות. השושלת האילח'אנית איחדה את אזור איראן תחת ישות פוליטית טריטוריאלית אחת לאחר כמה מאות של חוסר אחדות. הולאגו חאן מונה על ידי אחיו, מונגקה חאן, שהיה הח'אן הגדול הנוכחי, להרחיב כוח מונגולי באזורים האסלאמיים. תהליך הכיבוש המונגולי של מערב אסיה החל בשנת 1220, ובמהלכו הוקמה השושלת האילח'אנית.
המדינה האילח'אנית במהלך המאה ה-13 הייתה מעורבת במספר קרבות נגד שלושת המדינות החזקות יותר שגבלו בה: ח'אנות צ'אגאטאי במזרח, אורדת הזהב בצפון, והסולטנות הממלוכית במערב. לעיתים האילח'אנאת ניצחה ולעיתים הובסה.
הולאגו חאן היה גנרל צבאי מוכשר, בשנת 1253 הוא גייס את צבאו בהצלחה והחל להרחיב את שטחיו. בשנים 1253–1260 צבא מונגולי בראשות הולאגו פלש לאזור פרס והמזרח התיכון. עד שנת 1258, השנה בה נפלה בגדאד, כל איראן נכבשה על ידי המונגולים. עם החרבת בגדאד בשנת 1258, הולאגו הביא לסופה של הח'ליפות העבאסית. המונגולים בראשות הולאגו ראו ניצחונות בהתחלה, הם חצו את נהר הפרת והתקדמו לעבר סוריה. בדצמבר של שנת 1259 הולאגו הטיל מצור על העיר חלב, תוך שבוע בלבד העיר נפלה לצבא המונגולי. טבח בתושבי העיר שנמשך כ-6 ימים עקב מיד אחרי נפילתה. לאחר מכן, באמצע שנת 1260, החדשות על מותו של מונגקה הגיעו להולאגו והמסע במזרח התיכון הופסק בפתאומיות, הולאגו פתח במסע ארוך מזרחה כי היה צריך להשתתף בקורילטאי שהתנהל כדי לקבוע את היורש למונגקה. בעוד שהולאגו עזב מזרחה לקורילטאי, הוא השאיר כוח צבאי קטן בסוריה תחת גנרל בשם כתבגא. כוח שמנה בסביבות 10,000 חיילים. קוטוז, שהיה הסולטאן הנוכחי של הממלוכים, פתח בהתקפה כנגד המונגולים שנשארו בסוריה. צבאות הממלוכים והמונגולים נפגשו בקרב עין ג'אלות בשנת 1260. הצבא הממלוכי, שמנה כ-10,000 חיילים בדומה לצבא המונגולי, ניצח ניצחון מכריע את המונגולים. המפקד כתבגא נהרג באותו קרב. למרות שלקרב עין ג'אלות לא היו השלכות צבאיות או פוליטיות משמעותיות, הוא היה לניצחון ממלוכי שבישר לעולם שהמונגולים לא היו בלתי מנוצחים. הקרב גם עצר את ההתרחבות מערבה של המונגולים, לכיוון מצרים והסולטנות הממלוכית. הולאגו לאחר הקרב נסג מהמזרח התיכון והתמקד בהחזקת פרס.
בדומה לאורדת הזהב ולח'אנות צ'אגאטאי, האילח'אנאת עברה תהליך אסלאמיזציה. משנת 1295 והלאה, כל הח'אנים בה היו מוסלמים ואיתם הרוב המוחלט של התושבים.
הולאגו חאן היה מעורב במלחמת הולאגו-ברקה נגד אורדת הזהב. ברקה היה מפקד צבאי שהתאסלם בשנת 1252, ובשנת 1257 הפך לח'אן באורדת הזהב (בענף המערבי, הכחול.) ברקה התרגז ממעשיו של הולאגו כנגד המוסלמים בדרום-מערב אסיה, מחלוקת השלל של המוסלמים באופן לא שווה והטבח בהם, בעיקר כשהולאגו החריב את בגדאד בשנת 1258, זאת למרות שהיה מודע להתאסלמות ברקה. הולאגו תמך בקובלאי במהלך מלחמת האזרחים הטולויית ועל כן ברקה תמך באריק בוק (יריבו של קובלאי). ברקה גם יצר ברית עם הממלוכים המצריים כנגד הולאגו. התנגשויות צבאיות בין כוחות אורדת הזהב והאילח'אנאת החלו בשנת 1262, באותה שנה האילח'אנאת הובסה על ידי צבא של אורדת הזהב בקרב נהר הטרק של (1262).
לאחר שתפקד במשך 9 שנים כח'אן של המדינה האילח'אנית, בחודש פברואר של שנת 1265 הולאגו חלה, ונפטר ב-8 בפברואר 1265. את הולאגו ירש בנו הבכור, . אבקא, מיד לאחר שעלה לכס, נאלץ להתמודד עם פלישה של ברקה מאורדת הזהב. אך הפלישה הסתיימה עם מותו של ברקה בשנת 1266 בטביליסי. בשנת 1270, הוא נאלץ להתמודד עם פלישה נוספת, הפעם פלישה של , שהיה הח'אן הנוכחי של הח'אנות של צ'אגאטאי במרכז אסיה. אבקא הביס בהצלחה את הצבא הפולש. הצלחה אפילו גדולה יותר עקבה כשאחיו של אבקא החריב את העיר בוכרה, שהייתה אז חלק מח'אנות צ'אגאטאי. הגבולות שלא האילח'אנאת השתנו ללא הרף, אבל, לפחות כעת, המדינה האילח'אנית השתרעה ממזרח אנטוליה דרך איראן עד למערב פקיסטן. למרות מתחים ממושכים בגבולות המדינה מכל גבולותיה, נהנה מתקופה של יציבות פנימית ושגשוג.
עקבות מותו של אבקא ח'אן בשנת 1282, החלה תקופה של אי יציבות במדינה האילח'אנית. אחיו של אבקא ובנו של הולאגו, ירש אותו. טקודר היה הח'אן הראשון של האילח'אנאת שהתאסלם, אך זה לא שינה את היחסים של האילח'אנים עם הממלוכים במצרים שכן המנהיגים המונגולים המשיכו להאמין שהם מחזיקים בזכות אלוהית לכבוש את כל העולם, לא משנה עם איזו דת. מלך כח'אן למשך שנתיים בלבד, הוא היה חלש ופזיז, ותקופת מלכותו הקצרה פגעה קשות ביציבות הפוליטית של האילח'אנאת. חסרונותיו הרבים של טקודר הבטיחו תמיכה לאחיינו . טוקדר מת בשנת 1284 ואכן אחיינו ארגון ירש אותו. ארגון נפטר בשנת 1291 ואחיו, ירש אותו. תקופת אי היציבות התסתיימה בשנת 1295 עם עלייתו של כח'אן באילח'אנאת. עלייתו לכס מסמנת את תחילת גיל הזהב של המדינה האילח'אנית. כשירש את הכס, מתקופה של כאוס פוליטי, כלכלי וחברתי, ע'אזאן סוף סוף שם את הכתר על ראש חזק ותקיף. ע'אזאן קיבל את האסלאם (הסוני), ובשנה הראשונה למלוכותו, ב-1295, הוא התאסלם, ואיתו רוב תושבי האילח'אנאת. למרות זאת, מונגולים רבים באילח'אנאת המירו את דתם לאסלאם הרבה לפני ההתאסלמות של ע'אזאן. מאז מלכותו של ע'אזאן, כל הח'אנים שמלכו אחריו באילח'אנאת היו מוסלמים. במהלך מלכותו של ע'אזאן המונגולים באיראן איבדו כל קשר עם ראשי השבטים המונגולים בסין, ותקופת מלכותו הייתה תקופת רנסאנס של תרבות איראנית, שבה מלומדים כמו רשיד א-דין פרחו ושגשגו תחת חסותו. ע'אזאן הכריז על עצמו השליט של איראן מאוחדת, המלך של הטג'יקים והטורקים, והשליט של כל ניתיניו בין אם הם מוסלמים, בודהיסטים, נוצרים או שמאניסטים. הוא הבין את החשיבות החיונית שהייתה בלסיים סכסוכים כלשהם שכמעט החריבו את האיחוד והרסו את יציבות המדינה.