Tsjagatai Khan (Mongools: Цагадай; 22 Desember 1189 – 1 Julie 1242) was die tweede oudste seun van Djengis Khan. Hy was van 1226 tot 1242 khan van die Tsjagatai-khanaat. Die taal Tsjagatai en die Tsjagatai-Turke is na hom genoem. Hy het ná sy pa se dood die grootste deel van Sentraal-Asië geërf. Hy is ook deur Djengis aangestel om toesig te hou oor die uitvoering van die Jassa, die wetkode wat Djengis laat opstel het, totdat sy pa die Groot Khan van die Mongoolse Ryk geword het. Tsjagatai Khan is deur sy familie beskou as ietwat van ’n heethoof omdat hy nie sy broer Djotsji as Groot Khan wou aanvaar nie. Hy was egter ’n energieke en regverdige leier, hoewel hy baie gedrink het en effens rof was. Tsjaghatai is in 1241 dood ná ’n bewind van sowat 14 jaar. Ögedei is in dieselfde jaar dood. Twee van die vier khanate se leiers het dus net ná mekaar gesterf en daarom het feitlik al die afstammelinge van Djengis Khan oor die opvolging in die Mongoolse Ryk begin meeding. Intussen is Ögedei se weduwee, Töregene Khatun, as regent aangestel.