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忽必烈汗為了成為中國皇帝而推行漢法，主要內容有改元建號，1267年忽必烈汗遷都中都（今北京市），並命劉秉忠興建中都城。1272年改中都為大都（又稱汗八里），將上都作為陪都。1271年12月18日，忽必烈汗公布《建國號詔》，採納漢人儒士劉秉忠的建議，取《易經》中“-{乾}-元”之意，宣佈新王朝為繼承歷代中原王朝的中華正統王朝，將國號由大蒙古國改為大元，建立元朝，即元世祖；1260年設立中書省，1263年設立樞密院，1268年設立御史臺等等國家機構；設置大司農司並且提倡農業；尊孔崇儒並大力發展儒學等推行漢法的政策。然而為了保留原蒙古制度，最後形成蒙漢兩元政治。元世祖雖然於爭奪汗位戰爭獲得蒙古大汗的汗位，並且最後成為中國皇帝，但由於汗位取得不合法與崇尚漢法，使得蒙古宗室不承認忽必烈的汗位，四大汗國有三國不奉忽必烈的命令，蒙古帝國完全解體。最後引發窩闊臺系的海都出兵爭奪汗位，造成漠北地區動盪不安，史稱海都之亂。
早在元世祖在與阿里不哥作戰與整頓國內之際，因為無暇對付南宋，於是派郝經對南宋提出議和。當時南宋大權由謊稱擊退蒙古軍的賈似道掌握，然而賈似道由於畏懼謊言被擊破幽禁郝經。南宋並於1262年拉攏山東漢人世侯李璮，發起李璮叛亂。元軍平定叛亂後，元世祖斷然廢止漢人世侯，以蒙古人直接管理地方事務，並且準備南征南宋。1268年元世祖發起宋元戰爭，首先派劉整與阿朮率軍攻打襄陽府，史稱襄樊之戰。1274年元軍攻下襄陽，宋將呂文煥投降，隨後中書丞相史天澤和樞密院樞密使伯顏率軍順漢水南下長江，目標建康。1275年降將呂文煥率元水陸聯軍於蕪湖擊潰賈似道的南宋水軍，史稱丁家洲之戰。隔年元軍攻陷臨安（今浙江杭州），謝太后與宋恭帝投降元軍。然而陸秀夫等人擁立7歲的宋端宗在福州即位，文天祥、張世杰與陳宜中等大臣持續在江西、福建與廣東等地抗元。元軍陸續攻下華南各地，1278年南宋朝廷退至廣東崖山。隔年3月，張弘範在崖門海戰攻滅南宋海軍，陸秀夫帶著8歲的小皇帝趙昺投海而死，南宋滅亡。元朝統一中國地區，結束自唐朝安史之亂以來520多年的分裂局面。
在此前后，元朝曾要求周邊一些國家或地區（包括日本、安南、占城、緬甸、爪哇）臣服，加入元朝的朝貢關系，但遭到拒絕，元世祖於是出兵攻打這些國家，其中以入侵日本的元日戰爭最為著名，因為范文虎指揮不當與颱風來襲而失敗。由於元朝廷需要賞賜大量財寶予宗室貴族，加上開支繁重，財政日漸緊張，朝臣為了財政問題發生爭執，分裂成以許衡等漢人與漢化蒙古人為首的儒臣派與以阿合馬、盧世榮與桑哥等色目人與漢人為首的理財派。儒臣派認為元廷應該節省經費、減免稅收。理財派認為南人藏有大量財物，應沒收以解決朝廷的財政問題。由於元世祖信任阿合馬，設立尚書省解決財政問題。而儒臣則以受漢化更深的太子真金為核心與阿合馬抗衡。最後阿合馬被刺殺，太子真金也因為得病而死。然而元世祖不信任儒臣派，依舊任用理財派官員來解決財政問題，導致財政惡化。
元武宗時期元朝與諸汗國關係圖，其中窩闊臺汗國已經被元朝與察合臺汗國瓜分而亡。綠色區域：大元；灰色區域：察合臺汗國；黃色區域為欽察汗國；紫色區域：伊兒汗國
1294年元世祖駕崩後，雖然太子真金早死，但是元世祖曾賜真金的三子鐵穆爾「皇太子寶」並且讓他鎮守和林。隨後，鐵穆爾在庫里爾臺大會中獲得重臣伯顏與玉昔帖木兒等人支持，其聲望勝於真金的長子甘麻剌及1292年已故次子答剌麻八剌遺下的後裔等人而繼位，即元成宗。元成宗主要恪守元世祖時期的成憲，任用其侄海山（答剌麻八剌之子）鎮守和林以平定西北海都之亂，並且下令停止征討日本與安南。在內政方面專力整頓國內政治，減免江南部分賦稅。然而，由於元成宗過度賞賜，入不敷出，使國庫資財匱乏。1307年正月，元成宗駕崩，由於太子德壽早逝，左丞相阿忽臺擁護皇后卜魯罕與信奉伊斯蘭教的安西王阿難答監國，並有意讓阿難答稱帝。海山之弟愛育黎拔力八達與右丞相哈剌哈孫發動大都政變。他們斬殺阿忽臺，控制大都局勢，擁護率軍南下的海山稱帝，即元武宗。皇后與阿難答被元武宗斬殺，其回回部下退入西域吐魯番地區。
元武宗因愛育黎拔力八達有功，冊封他為皇太弟（即未來的元仁宗），相約武宗系與仁宗系交替稱帝，即武仁之約。元武宗時期，加封孔子為“大成至圣文宣王”，并給予孔子的家族與弟子一些稱號。為了解決元成宗時期的財政危機，元武宗設置常平倉以平抑物價，下令印製至大銀鈔，然而反而使銀鈔嚴重貶值。此外他將中書省宣敕與用人權劃歸給尚書省。1311年元武宗因沉耽淫樂、酗酒過度而逝，由皇太弟愛育黎拔力八達繼位，是為元仁宗，這次是元朝首次和平繼承帝位。
西北地區方面，早在元世祖時期，由於他的大汗之位不受四大汗國的承認，使得當時窩闊臺汗海都有意奪回蒙古汗位。海都統轄葉密立（今新疆額敏東南）一帶且與欽察汗國友好。元世祖為了避免在南征南宋時被海都背刺，遂扶持八剌獲得察合臺汗位以牽制海都。然而在1268年，海都、八剌和欽察汗忙哥帖木兒以元世祖過度漢化、違背祖宗成法為由，在塔拉斯河招開庫里爾臺大會結盟反元。他們以海都為盟主，共同瓜分中亞行省，聯合對抗元朝與伊兒汗國，史稱海都之亂。元世祖派伯顏北上平亂，海都與新任察合臺汗篤哇採用游擊戰的方式迴避決戰。1287年海都聯軍夥同鎮守遼東的東道諸王乃顏與哈丹襲擊和林（今蒙古國哈爾和林），元世祖親率大軍擊敗之，派伯顏、玉昔帖木兒與李庭平定東北乃顏，主持西北軍事。1289年海都再犯和林，最後其勢力被驅出阿爾泰山以西。而哈丹於遼東高麗一帶游擊，至1292年敗亡。
元成宗即位后，任命其侄海山（後繼位為元武宗）總領漠北諸軍。1301年海都聯軍被海山和晉王甘麻剌擊潰，史稱鐵堅古山之役。海都於戰後去世，其子察八兒繼位，窩闊臺汗國被篤哇掌控。1303年由於篤哇被欽察汗脫脫蒙哥擊潰，就與察八兒共同派使者向元廷請和，脫脫蒙哥也向元廷請和，而伊兒汗本來就支持元廷，至此四大汗國皆承認元朝的宗主地位，雙方廣設驛路，解除封禁。不久之後，窩闊臺汗國被察合臺汗篤哇與元朝元武宗先後攻滅而亡，察八兒投降元朝。
持續推行漢化運動的元仁宗，在位期間恢復科舉，史稱延祐復科。
元仁宗力圖改變元武宗時造成的財政枯竭、政制混亂的局面，他推行「以儒治國」政策，並且減裁冗員、加強中央集權以整頓朝政。他曾令王約將《大學衍義》譯為蒙文，賜臣下說“治天下，此一書足矣。”并將《貞觀政要》和《資治通鑒》等書摘譯為蒙文，令蒙古人與色目人誦習。1312年元仁宗將其儒師王約特拜集賢大學士并將王約“興科舉”的建議“著為令甲”，至此恢復科舉制度。本次科舉以程朱理學為考試的內容，史稱延祐復科，最後錄取護都答兒、張起巖等56人為進士。他還倚重漢人文臣，處死蒙丞相脫虎脫等，排除朝中異己。財政方面，仁宗取消武宗的經濟措施，並且於1314年在江浙、江西、河南等地查清地方田產，史稱延祐經理。任用床兀兒統軍，擊敗察合臺汗王也先不花以平定西北地區。然而元仁宗未能制止太后答己干預朝政，也無力制裁備受太后重用的重臣鐵木迭兒貪贓枉法。在繼承問題方面，元仁宗以王約輔助皇太子碩德八剌，並且聽從鐵木迭兒的建議，廢除武仁之約。他將元武宗長子周王和世琜外放鎮守云南、次子圖帖睦爾放逐海南島。同年冬天，元武宗舊臣皆感憤怒而擁護和世琜叛變，最後敗走漠北，依附察合臺汗國。1320年元仁宗駕崩後，皇太子碩德八剌即位為元英宗。
元英宗繼續實行元仁宗的以儒治國、加強中央集權和官僚體制的政策，並于1323年下令編成并頒布元朝正式法典——《大元通制》，共2539條，他還下令拔除權臣鐵木迭兒在朝廷的勢力。然而支持鐵木迭兒的蒙古與色目保守派厭惡英宗的新政，有意發動政變。1323年鐵木迭兒的義子鐵失趁英宗去上都避暑之際，在上都以南15公里的南坡地刺殺英宗及宰相拜住等人，史稱南坡之變，仁宗系自此未能再奪得皇位。晉王甘麻剌的長子，鎮守和林的也孫鐵木兒率兵南下，殺掉行刺元英宗的叛臣並稱帝，即元泰定帝。
泰定帝召回被放逐到海南島的武宗系圖帖睦爾為懷王。泰定帝於1328年七月崩於上都，丞相倒剌沙擁立七歲的阿速吉八為帝，是為元天順帝。而鎮守大都的燕帖木兒與伯顏擁立周王和世琜於漠北、懷王圖帖睦爾於江陵，同年圖帖睦爾先至大都繼位，是為元文宗。燕帖木兒率軍攻入上都，天順帝不知所終。隔年和世琜於漠北和林稱帝，即元明宗。元文宗放棄帝位，派燕帖木兒迎元明宗繼位，並且被立為皇太子。然而燕帖木兒毒死元明宗，元文宗復位，改元天曆，史稱天曆之變。
元文宗時期大興文治，1329年設立了奎章閣學士院，掌進講經史之書，考察歷代治亂。又令所有勛貴大臣的子孫都要到奎章閣學習。於奎章閣下設藝文監，專門負責將儒家典籍譯成蒙古文字，以及校勘。同年下令編纂《元經世大典》，兩年後修成，為元朝一部重要的記述典章制度的巨著。然而丞相燕帖木兒自恃有功，玩弄朝廷，導致朝政更加腐敗。1333年元文宗去世后，為洗刷毒死元明宗的罪行，遺詔立年僅七歲的明宗次子懿璘質班為帝，是為元寧宗。但元寧宗僅在位不到兩個月即去世，不久后燕帖木兒也去世。元明宗的長子妥懽貼睦爾被文宗皇后卜答失里從靜江（廣西桂林）召回并立為帝，是為元惠宗，又稱元順帝。元朝在二十六年內，換了八個皇帝。
在元朝在位時期最長的皇帝元惠宗，也是元朝最後一位皇帝
元惠宗（元順帝）在位之初，1335年燕帖木兒的兒子唐其勢陰謀推翻，另立元文宗義子答剌海。幸右丞相伯顏粉碎叛亂，但屬於保守派的他掌握朝政，權力盛大。他禁止漢人參政並取消科舉，這些都與元惠宗發生衝突。1340年元惠宗在伯顏之侄脫脫的幫助下，終于廢黜伯顏。脫脫為相與元惠宗親政前期時，元廷推行一系列改革措施如頒行《至正條格》法規，使得革新政治，社會矛盾緩和，史稱至正新政。1343年元惠宗下令修撰《遼史》、《金史》、《宋史》三史，由右丞相脫脫（后改由阿魯圖）主持，兩年後修成。然而元惠宗後期怠於政事，以至於在1350年發生天災人禍後引來民變。
元朝后期，特別是1340年代中后期至1350年代期間，乾旱、瘟疫 ( 歐洲黑死病傳至中國 ) 與水災時常發生，且自北宋末年杜充挖開黃河大堤以致奪淮入海後，黃河地區水患尤其嚴重。與此同時，元廷財政體系崩潰，通貨膨脹嚴重，不斷收取各種賦稅，使百姓的生活更加艱苦，使得白蓮教逐漸流行，並成為對抗元廷的勢力。早在1325年就發生過河南趙丑廝、郭菩薩領導的武裝起事。1338年江西袁州（今江西宜春）彭和尚、周子旺等白蓮教徒起義失敗，彭和尚逃至淮西。1350年元廷下令變更鈔法，鑄造“至正通寶”錢，並大量發行新“中統元寶交鈔”，導致物價迅速上漲。隔年元惠宗派賈魯治黃河，欲歸故道，動用民伕十五萬，士兵二萬。而官吏乘機敲詐勒索，造成不滿。白蓮教首領韓山童、劉福通等人決定在5月率教眾起事，但事洩，韓山童被捕殺。劉福通再立韓山童之子韓林兒殺出重圍，指韓山童為宋徽宗八世孫，打出“復宋”旗號，以紅巾為標志。其後郭子興於安徽濠州起事，芝麻李等人占領徐州，此為東系紅巾軍。西系紅巾軍方面，彭瑩玉、鄒普勝與徐壽輝在湖北蘄州起事，國號天完。紅巾軍勢力遍佈河南江北、江南、兩湖與四川等地，還有非紅巾軍的張士誠等部的起事，民變揭開元朝滅亡的序幕。於元末民變期間，士人多不屑參加叛軍，叛軍也很少利用士人。
元廷派兵鎮壓各地紅巾軍，丞相脫脫親自率軍南下攻陷徐州芝麻李軍，一度壓制民變軍。然而脫脫在1354年南攻高郵張士誠軍之際，被元廷大臣彈劾而功虧一簣。徐壽輝部最後分裂成兩湖的陳友諒與四川的明玉珍。兩淮郭子興的部下朱元璋於1356年以南京為根據地開始擴充地盤；1363年與據有兩湖的陳友諒作戰，最後於鄱陽湖之戰獲得勝利；1365年占領兩湖後於同年冬東進攻打據有江蘇沿海的張士誠；1367年平定張士誠後，繼續南下壓制浙江的方國珍，至此江南無一人反抗朱元璋。另外，福建於1357年至1366年間發生亦思巴奚兵亂。福建地方為抵禦反元勢力籌建民團自守，但色目商人雇用的亦思巴奚軍割據泉州並向福建各地擴大勢力，最後被元將陳友定平定。與此同時，元朝在察罕帖木兒和李思齊等率領元軍反擊北方紅巾軍，1363年北方紅巾軍最後在安豐之役中敗給降元後的張士誠，劉福通戰死，韓林兒南下投奔朱元璋，隨後被殺。朱元璋統一江南後於1367年下令北伐，他派徐達、常遇春率明軍分別攻打山東與河南，並且封鎖潼關以防止關中元軍進援中原。明軍于1368年八月攻陷元大都，元惠宗北逃，史書稱此為元朝結束之年。然而元廷仍在上都，往後史書稱之為北元。而明廷認為元惠宗順天明命，謚號為元順帝。
元明之際有士人奉元朝為正朔，對元朝皆有故國之情，對於張士誠則有深厚的同情，而對於農民朱元璋則多表厭惡，當時江南士人，不論是否參加張吳政權，或參加朱明政權，乃至獨立人士，都相當懷念元朝。元明之際，由於元代的漢化色彩，漢人文士的華夷之辨觀念極為淡薄，而他們又不滿朱明所為，因而呈現強烈的遺民情結。朱明統治者憑藉紅巾武裝取得政權，在當時正統士大夫看來是“取天下非其道”，難逃僭偽之名，而且元末紅巾運動還帶有濃重宗教色彩，正統士人不僅視其為“賊”、“寇”，而且視之為“妖”。正如紅巾軍於汝陽起事，時人鄭元祐作詩稱“近者汝陽妖賊起，揮刀殺人丹汝水”，1359年，朱元璋部攻杭州，時人陳基記稱“妖寇犯杭”，洪武元年，明軍克大都，戴良作詩感慨“王氣幽州歇，妖氛國步屯”。
明初，不願仕官和不願效忠新朝廷的地主文人為了逃避徵辟而採取自殺、自殘、逃往漠北、 隱居深山等方法，誓不出仕（中國古代銓選，有「身言書判」四方面標準，身體有殘疾者不能任官）。為應對元遺民對明政權的鄙夷與漠視，朱元璋設立深受後人詬病的新刑罰，宣告「士大夫不為君用」律，大規模徵辟前朝遺老、搜羅巖穴隱士，並且殺害許多不願效忠明朝以及為新朝當官的學者：「率土之濱，莫非王臣。寰中士大夫不為君用，是自外其教者，誅其身而沒其家，不為之過」，導致「才能之士，數年來倖存者百無一二，今所任率迂儒俗吏」。
而居於中原的蒙古人則大量留于中原，在明代做官或參軍，史稱「達官」和「達軍」。
貝爾湖（即古稱捕魚兒海）的航拍圖，元天元帝於此被明軍擊潰
1368年元廷退回蒙古草原，元惠宗退至上都，隔年又至應昌。他繼續使用“大元”國號，史稱北元。當時北方除了元惠宗據有漠南漠北，關中還有元將王保保駐守甘肅定西，此外元廷還領有東北地區與雲南地區。明太祖為了占領北方，採取兵分二路，各個擊破的方式，此即第一次北伐。元惠宗戰敗后于1370年在應昌去世，元昭宗即位后北逃至漠北和林。明將馮勝奪取了甘肅地區。然而元將王保保仍然在漠北多次與明將徐達等人作戰。明太祖曾多次寫信招降，但王保保從不理會，被朱元璋稱為「當世奇男子」。1378年四月，元昭宗去世，繼位的元天元帝繼續和明朝對抗，屢次侵犯明境。
至於北元領有的東北地區與雲南地區方面：1371年，元朝遼陽行省平章劉益降明，明朝占領遼寧南部。然而其餘東北地區仍由元朝太尉納哈出控制，納哈出屯兵二十萬于金山（今遼寧省昌圖金山堡以北遼河南岸一帶），自持畜牧豐盛，與明軍對峙了十幾年，多次拒絕明朝的招撫。1387年馮勝、傅友德、藍玉等人發動第五次北伐，目標是攻占納哈出的金山。經過多次戰爭，1387年10月，納哈出投降藍玉，明朝占領東北地區，最後還成立了兀良哈三衛。鎮守雲南的元朝梁王把匝剌瓦爾密，在元廷退回草原后仍然繼續忠效之。1371年明太祖派湯和等人領兵平定據有四川的明玉珍，並且勸降梁王未果。1381年12月，明軍攻入雲南，1382年梁王逃離昆明並自殺，隨後明軍攻克大理，明軍平定雲南地區。
明太祖為了徹底掃除北元勢力，於1388年5月命藍玉率領明軍十五萬發動第六次北伐。明軍橫跨戈壁至捕魚兒海（今中蒙邊境之貝爾湖）擊潰元軍，俘虜八萬餘人，元天元帝和他的長子天保奴逃走，但是幼子地保奴被明軍擒住，至此北元國勢大衰。1388年元天元帝被阿里不哥后裔也速迭爾殺害（此後去年號，一說去國號），1402年鬼力赤殺元帝坤帖木兒後去國號，明人稱為韃靼，北元亡。
合贊印，是元朝元成宗頒給伊兒汗國合贊汗，承認其統治伊兒汗國的獨立性，上刻漢字“王府定國理民之寶”
元朝的前身為蒙古帝國，1206年元太祖成吉思汗成立時領有大漠南北與林木中地區（今貝加爾湖一帶）。經由成吉思汗等蒙古諸汗的經營，以及三次西征之後，蒙古帝國東達日本海與高麗、北達貝加爾湖、南與南宋對峙、西達東歐、黑海與伊拉克地區。成吉思汗時期分疆裂土給東道諸王與西道諸王，東道諸王是成吉思汗的弟弟，大多分封於塞北東部與東北地區，從屬性很高。西道諸王是成吉思汗的兒子，獨立性很好，其中分封長子朮赤於鹹海、裏海以北的欽察草原，後由拔都成立欽察汗國；封次子察合臺於錫爾河以北的西遼舊地，史稱察合臺汗國；三子窩闊臺分封於乃蠻舊地，後由海都建立窩闊臺汗國；蒙古本部由幼子拖雷獲得，後由蒙古大汗直轄。至於又稱漢地的華北地區、阿姆河與錫爾河之間的河中地區、伊朗地區與吐蕃由蒙古大汗直轄。1252年拖雷系的蒙哥即位後，命其弟旭烈兀西征西亞，最後建立伊兒汗國，與其他西道諸王合稱四大汗國。命忽必烈經營漢地、最後南滅大理。然而蒙哥於攻宋之役去世，隨後忽必烈與阿里不哥爭位使四大汗國紛紛不受蒙古大汗管制，蒙古帝國至此分裂。
元世祖忽必烈鑒於四大汗國不服於他，於是將西亞地區大汗直轄地割讓給旭烈兀（後來建立伊兒汗國），河中地區大汗直轄地割讓給察合臺汗阿魯忽，以換取他們的支持。1279年元世祖在建立元朝後南滅南宋，一統中國地區，當時的疆域是：北到西伯利亞南部，越過貝加爾湖，南到南海，西南包括今西藏、云南，西北至今新疆東部，東北至外興安嶺、鄂霍次克海、日本海，包括庫頁島，總面積超過1300萬平方千米。自滅亡南宋後雖然多次對日本、緬甸與爪哇等國有所衝突，然而疆域大體趨于穩定。1309年元武宗時期，元朝和察合臺汗國先後攻滅窩闊臺汗國，元朝取得窩闊臺汗國東部部分領土，領土達1400萬平方公里（如果北方領土延伸至北冰洋，則為2200萬平方公里）。元朝的藩屬國有高麗、緬甸、安南、占城、爪哇及欽察汗國、察合臺汗國、與伊兒汗國等國。北有漠北諸部、南有南洋諸國、西有四大汗國。其中有兩個直屬的藩屬國，即高麗王朝與緬甸蒲甘王朝，分別建立征東行省與緬中行省。
西北方面，1268年窩闊臺汗國的海都意圖奪回汗位而聯合欽察汗國與察合臺汗國反元，史稱海都之亂。直到1304年元成宗時期，元廷與這三大汗國達成和議，並與伊兒汗國一同承認元朝的宗主地位，成為元朝的藩屬國，而元朝設立的行政機構（如行中書省和宣政院）也未包括這些領土。而且元成宗并賜伊兒汗國君主刻有“真命皇帝和順萬夷之寶”等漢文印璽，實質上也承認其獨立性。到1309年元武宗時期，元朝和察合臺汗國先後攻滅窩闊臺汗國，於元文宗年間編纂《經世大典》時，將欽察汗國、察合臺汗國與伊兒汗國作為元朝的藩屬國。
元朝行政區劃大致上承襲金朝與宋朝制度，然而有兩個不同之處：元朝時的路統轄的面積減少，一路僅轄二州；元廷在路上設有行省等中書省外派單位，最後行省取代路成為一級行政區，形成行省制，這是中國歷史上首次正式在全國實行行省制度。元朝行政區劃由高至低依序分為行省、路、府、州與縣，另有等同行省的宣政院轄地、歸中書省直轄的「腹裏」以及等同州的土司。
1294年忽必烈去世時的元朝行政區劃，其中征東行省實際上是傀儡國高麗
腹裏是由中書省直轄的路府，宣政院（初名總制院）轄地主管吐蕃地區。行政首長以蒙古人為主、漢人為副。每省設置丞相一員，其下有平章、左右丞相即參知政事官，名稱大略與中書省相同。元代在行省以下各行政區均設置達魯花赤作（斷事官）為地方首長，並以漢人或當地土人為副，以利蒙古人控制地方區域。每路以達魯花赤為主、總管為副各一員。而府州縣均以達魯花赤為主、尹為副。州、縣均分上中下三等，中下州改州尹為知州。土司分有宣慰使、宣撫使與安撫使，於湖廣行省境內設置十五個安撫司，又於湖廣、四川行省分至四個軍。邊區的安撫司和軍，約當內地的下州，也置達魯花赤為主，其副為地方人士。縣以下基層行政區劃設有城關的坊里制與農村的村社制。坊里制於城內分若干片，名曰隅（如東西隅、西南隅之類）。隅下設坊，置坊官、坊司。坊下設里或社，置里正、社長；有的設巷而不設里，置巷長。村社制又稱村疃制度，於縣下設鄉，置鄉長，有的改設里正。鄉之下設都，置主首。都之下設村社，社設社長。
行中書省全稱為“某某等處行中書省”，簡稱“某某行中書省”或“某某行省”，源自金朝的行尚書省。這是基於新征服之地的文化差異太大，所以中央政府就專門設置外派單位來管轄之。由於戰爭等需求，行省除了負責行政之外也負責軍事，最後逐漸形成一級行政區。早在蒙古時期就設有燕京（華北漢地）、別失八里（西遼等今新疆地區）、阿母河（中亞河中地區）等三斷事官或行尚書省。元朝初年的行省管轄范圍很大，改變也比較頻繁，主要由中書省宰執帶相銜臨時到某一地區負責行政或征伐事務。1260年，元世祖於國內設置十路宣撫司，次年罷之。隔年改設十路宣慰司，漸成定制，並且設置陝西四川行省。往後直到滅宋為止，大多採行宣慰司與行省並行的制度。行省大多依據西夏、大理疆域與南宋新失之地設置，稱為「中書省臣出行省事」，滅南宋將全國分為中書省直轄的腹裏、宣政院轄地與十多個行中書省，並設置專司征討外國的行省。1321年元英宗時期共設置十一個行省（包含在藩屬國高麗設置的征東行省）。至元朝末年，行省增至十五個。
元世祖攻滅南宋後於南宋故土劃分的三個行省
# 腹裏：由中書省直轄首都大都附近的中心之地，約今河北、山東、山西及內蒙古部分地區。
# 宣政院轄地：宣政院除了管理全國佛教事務外，尚管轄吐蕃地區軍政事務，約今青海、西藏。
# 行中書省：元世祖至元成宗時期設有十個，陜西、遼陽、甘肅、河南江北、四川、云南、湖廣、江浙、江西、嶺北行中書省。
# 另外甘肅行省之西的哈密力（今哈密地區）、北庭都元帥府（別失八里）與火州之地不屬任何行省管轄。
# 征宋行省：如中統和至元前期的陜西四川行省、河東行省、北京行省、山東行省、西夏中興行省、南京河南府等路行省、云南行省、平宋戰爭前后的荊湖行省、江淮行省等。滅宋後定型為一般的行中書省。
# 征外行省：於高麗設置征東行省（又稱征日本行省）、於緬甸（蒲甘王朝）設置緬中行省（又稱征緬行省）、於安南（陳朝）設置交趾行省（又稱安南行省）、於占城設置占城行省（蒙越戰爭失敗後撤銷）。這些都是臨時性的建置，事畢即罷。只有征東行省，到元朝中期之後，穩定成高麗王的頭銜。行省丞相分別由該國國王或遠征軍主將擔任，自辟官屬，且財賦不入都省，視作藩屬國，故與其他行省性質不同。
# 平亂行省：元末民變時，元廷爲便於鎮壓民變軍，先後於腹裏地區的濟寧（今山東巨野）、彰德（今河南安陽）、冀寧（今山西太原）、保定、真定（今河北正定）、大同等地置中書分省。又分別設立淮南江北行省（至正十二年設於揚州）、福建行省（至正十六年設於福州，後分省泉州、建寧）、山東行省（至正十七年）、廣西行省、膠東行省（至正二十三年）和福建江西行省（至正二十六年）。
另外元末民變的群雄也設置行省以便於統治，如天完之江南行省、汴梁行省、隴蜀行省、江西行省，韓宋之江南行省、益都行省，以及朱元璋所置江西行省、湖廣行省、江淮行省、江浙行省等。
元代行省之下的政區劃分十分復雜且時常變化，簡單時只存在行省、府州、縣三級，復雜時則會出現行省、道（宣慰司）、路（總管府）、府州、縣五級的情況。這跟元代“投下封邑”制度息息相關，具體政區分級可能有：
元代的道的直接來源即宋金的道路制度。中統三年李璮之亂爆發后，元廷為監察境內漢族世侯，開始仿照宋制設立臨時且轄區不定的宣慰司，此時宣慰司多數兼行省相副銜。隨著中國的統一，過于龐大的行省已經無法有效處理省內事務，且也有外重內輕之嫌，故至元十五年以后，對宣慰司進行大量的改革，裁撤了宣慰使相副銜并改任行省下屬，使之成為轄區固定的行省分支機構及分管區域，其轄區劃分也大致與宋金的道路級政區重合。同時由于行省首府附近的地域不設宣慰司，因此產生了直屬省部的路州以及分屬諸道的路州，但性質上這些都屬于“直隸路州”。
元代直隸于省部或宣慰司道的路州中存在大量的投下封邑型政區，這也是造成元代行政區劃層級嚴重混亂的主要原因。基本上，直隸省部或宣慰司道的路州政區除少數沖要繁盛之地外，都是分封予漢族世侯和蒙古宗室的投下封邑。根據其規模戶口的大小，可以分為總管府路、府、州三類，其關系則可參考吳澄所云“皇元因前代郡縣之制損益之。郡之大者曰路。其次曰府若州……府若州，如古次國、小國。路設總管府，如古大國之為連率”。
# 總管府路：總管府路的設置與宣慰司道相似，也是源于宋金的道路制度，但目的性質不盡相同。蒙古初入主中原，以四大世侯為首的漢族地方軍閥向蒙廷效忠，蒙廷則依仿金代制度，授予“某路都元帥”“某路都總管”的頭銜，確認其在地方的高度世襲自治權，從而建立在漢地的政權機構，是為總管府路之濫觴，此時諸路規模建制與金代諸路相仿，四大世侯為首的有力總管其轄區更大。李璮之亂爆發后，元世祖為削弱地方割據勢力，不但開始設置流官監察的宣慰司道，同時也對這類具有封邑性質的總管府路進行拆分，使一路僅轄三至四府州，但并沒有改變總管府路封邑的政區性質，而是把它們轉封給蒙古宗室，轉封過程遵從“畫境之制”，盡量使一王之封自成一路。滅宋后，置路以封諸侯的制度也在舊宋屬地推行，這次的劃分則更加零散，甚至到了“一州自成一路”的狀況。
# 直隸府：除了總管府路的屬府屬州，一些府因為地處沖要或者以一府為封邑（主要在北方）而直隸于省部或宣慰司。少數人口眾多地域廣大的直隸散府（如南陽府、汝寧府、歸德府等）經過后世的屬區調整后更轄屬州。直隸府與總管府路相比數量非常稀少，并非投下封邑的主要形態。
# 直隸州：與直隸府相似，極少數一些地處沖要或以一州為封邑的州（主要在北方）也直隸于省部或宣慰司。比較特殊的狀況是，假如一些宗王的封地只有一縣（比如蒙古開國功臣畏答兒之孫忽都虎郡王的封邑陽山縣）的話，該縣一般會升格為直隸州（升為桂陽州）。直隸州的數目比直隸府稍多，但仍遠不及總管府路。
封邑型政區與其他直隸路州的最大區別在于達魯花赤的設置，封邑型政區的達魯花赤最早不由中央簡任，而是由封君選任，作為封君在其封邑的代理人，行使最高決策權，保證封君在封邑的利益，而為了強化中央集權，一般上實際負責路州行政的總管、知府等為朝廷選任。
統縣型政區即直接統領縣級政區的中層政區，同樣分為路（實質上為總管府路之首府即總府，總府所轄縣在史料中多記述為直轄于路）、府、州三類，這些政區或作為投下封邑的一部分隸屬于總管府路或部分直隸府（稱為屬府、屬州），或作為獨立的封邑直隸于省部或宣慰司道。其中屬府的數量非常少，主要的統縣型政區依然是屬州。
元朝與蒙古帝國的皇位繼承異於中國歷代王朝，採取庫力臺大會推舉的制度，由王室貴族公推大家的領袖。而元朝皇帝也是兼任蒙古帝國的可汗，由於元世祖的汗位沒有經過庫力臺大會的認可，使得四大汗國紛紛不奉正朔，直到元成宗方恢復宗主關係。元世祖建立元朝後，有意立真金為太子，定傳子之局，可惜真金早死而使繼承問題又浮現。元朝而後常因皇太子早死或兄弟爭位而動盪不安，中期又有武仁之約的協定，武宗系與仁宗系交替繼承皇位，然而又因元仁宗廢除協定而再度混亂。元朝的繼承問題直到元惠宗方穩定，但也進入元朝末期。元朝政治制度與金朝一樣承襲宋朝制度，採取文武分權的制度，以中書省總理政務，樞密院掌管兵權。然而元朝的中書省已成為中央最高行政機關，元朝不設置門下省，尚書省時設時不設，僅元世祖時期與元武宗時期有設置，所以門下省與尚書省的權力皆交給中書省。中書省統領六部，主持全國政務，形成明清內閣制的先驅。其組織架構繼承南宋體制，宰相的稱呼共有中書令、司統率百官與總理政務等，常以皇太子兼任。下分左右丞相，中書令缺則總領中書事務。平章政事又居次，凡軍國重事，無不參決。副相方面有左右丞、參政等。六部共有吏部、戶部、禮部、兵部、刑部與工部，內有尚書、侍郎。尚書省主要負責財政事務，不過時置時廢。樞密院執掌軍事，御史臺負責督察，與宋朝制度大致相同，然而在地方設有行中書省、行樞密院與行御史臺。此外又有掌管學校的集賢院、掌管御膳的宣徽院、掌管驛傳的通政院，其他還有太常禮儀院、太史院、太醫院與將作院，略前代的九寺諸監。最後新成立的是宣政院（初名總制院），負責佛教及吐蕃（今西藏）地區軍政事務，這是前代所沒有的。
元朝在推行漢人的典章制度與維護蒙古舊法之間，時常發生衝突，並且分裂成守舊派與崇漢派。早在元太祖成吉思汗攻佔漢地後，有賴耶律楚材與木華黎推行漢法以維護其典章制度。當時近臣別迭建議將漢人驅趕並把中原變成大牧場以收取財富，遭到耶律楚材的反對，他認為可用徵稅的方式獲得財富，因此保留了漢地的典章制度。他積極改變蒙古軍以往「凡攻城邑，敵以矢石相加者，即為拒命，既克，必殺之。」的作風，努力興科祟儒、整頓吏治，實為漢法推行之祖。木華黎為了便於管理漢地，也於漢族四大世侯合作，逐漸鞏固了對河北、山西等地的治理。
《盧溝筏運圖》，描繪1266年元世祖在盧溝橋附近河運石木以建造大都宮殿的情景
後來管理漢地的元世祖忽必烈也積極推動漢法，任用了大批漢族幕僚和儒士等創設典章制度，如劉秉忠、許衡和姚樞等，並提出了「行漢法」的主張。積極推動了學習漢文的熱潮。如元世祖就非常熟悉漢文典籍、禮儀制度，並能用漢文創作詩歌，並且還以法律的形式規定，太子必須學習漢文。接受儒士元好問和張德輝提議的「儒教大宗師」稱號。忽必烈最後在大都建元稱帝，創建中國式的元朝，建立了一套以傳統中國中央集權作藍本的政治體制，例如設立了三省六部和司農司等一系列專司機構，使用中原的統治機構來統治人民，任劉秉忠等人的規劃建立首都大都。然而，元世祖在李璮叛亂後，對漢人的信任下降。而四大汗國以及守舊派蒙古王室都不滿元世祖行漢法的舉動，或叛變或疏遠之。元世祖晚年也漸與儒臣疏遠，任用阿合馬、盧世榮與桑哥等色目人與漢人為首的理財派，漢法最後未成為一套完整的體系。後來的元仁宗、元英宗、元文宗與元惠宗等人更是可以純熟地運用漢文進行創作。一些入居中原的蒙古貴族，羨慕漢文化，還請了儒生當家庭教師教育子女。為了學習方便還翻譯了許多漢文典籍，諸如《通鑒節要》、《論語》、《孟子》、《大學》、《中庸》、《周禮》、《春秋》、《孝經》等。但崇漢派與守舊派時常發生衝突與政變，例如南坡之變等。
在人才選用方面，元朝雖然許多制度都沿襲了宋朝，但關於科舉，元朝前期並沒有常態化的定期舉辦科舉，因此高級官僚的錄用端看與元廷關係遠近而決定，主要採取世襲、恩蔭與推舉制的方式。此外尚有循胥吏（小公務員）昇進為官僚的方式，這與宋朝制度大異。宋朝官與吏的界限分明，胥吏大多以胥吏為終，然而元朝因為缺乏科舉取才，就以推舉或考試胥吏的方式晉升為官，這打破官吏屛障，使官吏成為上下的關係。科舉選材方面，窩闊臺汗聽從耶律楚材建議，召集名儒講經於東宮，率大臣子弟聽講。又置“編修所”於燕京，“經籍所”於平陽，倡導學習漢族古代文化，又在1234年設“經書國子學”，以馮誌常為總教習，命侍臣子弟 18人入學，學習漢文化。並且於1238年以術忽德和劉中舉辦戊戌選試，此次科舉取士錄取4030人，並且建立儒戶以保護士大夫。但最後仍廢除科舉，改採推舉制度，往後於1252年與1276年兩次共入選3890儒戶。元世祖忽必烈即位後，正式設立了國子學，以河南許衡為集賢大學士兼國子祭酒，親擇蒙古子弟使教之，遍學儒家經典文史，培養統治人才。1289年元世祖下詔登記江南人口戶籍，次年正式施行推舉制度，此次登記成為后來戶計的依據。直到1313年，提倡漢化運動的元仁宗下詔恢復科舉，元仁宗恢復科舉，由程鉅夫、李孟、許師敬擬定元朝科舉制度。1314年八月在全國的17處考場，舉行鄉試，1315年二月和三月相繼在大都舉行會試和殿試（廷試），因為是在延祐年間舉行的，史稱“延祐復科”，本次科舉以程朱理學為考試的內容。榜分左右兩榜，官位相同，第一名從六品，第二名以下及第二甲，皆正七品，進士三甲以下都能授正八品官員，如1238年戊戌選試的狀元楊奐，1315年的乙卯科左榜狀元張起巖。元朝前後共舉行過16次，選舉蒙古、色目、漢人、南人進士約 1100余人。蒙古、色目人應舉者遠遠少於漢人、南人。然而為了保障蒙古人與色目人的名額，實行難度不同的「分榜取士」，並且給蒙古人與色目人保留了超過其應舉比例的名額，這也讓蒙古與色目子弟失去了學習漢族文化的積極性和進取精神。《元統元年進士錄》的記載稱四等人名額相等，各25人，但讀書人總數確實南人、漢人要遠多于蒙古、色目，因此也有破例，如延佑首科的錄取名額給左榜的要遠多于右榜。雖然是聊勝於無的科舉，但在形式上已經恢復，且持續堅持下去。原來放棄科舉的士子重新獲得了入仕機會，因此漢族士大夫莫不對元廷忠心耿耿。在元朝滅亡之際，捨身殉國的就有很多是科舉出身者，可見科舉復辦對懷柔漢族士大夫有一定效果。
元朝時與各國外交往來頻繁，各地派遣的使節、傳教士、商旅等絡繹不絕，其中威尼斯商人尼可羅兄弟及其子馬可波羅成為得到元朝皇帝寵信，在元朝擔任外交專使的外國人。元廷曾要求周邊一些國家或地區（包括日本、安南、占城、緬甸、爪哇）臣服，接受與元朝的朝貢關系，但遭到拒絕，故派遣軍隊進攻攻打這些國家或地區，其中以元日戰爭最為著名，也最慘烈。
1266年元世祖忽必烈給日本的國書，被稱為“蒙古國牒狀”
東北方面有高麗王朝與日本鎌倉幕府。高麗王朝領有朝鮮半島，之後被崔氏政權統治，高麗王變成傀儡。高麗先後臣服於遼朝與金朝，蒙古興起後與高麗共同伐金，並約為兄弟之國。1225年蒙古要求高麗向其朝貢，蒙古使節抵達義州邊境時，被高麗所害，當時蒙古忙於西征，無暇征討。1231年窩闊臺汗派撒禮塔率兵入侵高麗，崔氏政權領袖崔瑀抵禦失敗，高麗首都松都（今開城）被攻陷，史稱高麗蒙古戰爭。蒙軍設置多位達魯花赤以監督高麗政事。隔年崔瑀殺死達魯花赤，擁護高麗王高麗高宗從松都遷往江華島，並且長期抗蒙，另外三別抄軍抵抗蒙軍至1273年。然而高麗朝廷分裂成反戰的文派，與抗蒙的崔氏政權。貴由、蒙哥時又四次討伐掠奪高麗地，1258年崔氏政權被顛覆後，高麗高宗遣子稱臣，正式成為蒙古的藩屬國。1283年元世祖為了討伐日本，於高麗國設置征東行省，高麗王為行省的左丞相，內政受蒙古人控制。高麗君主從忠烈王開始娶蒙古公主為妻，高麗君主繼承人按照約定，必須在元大都以蒙古人的方式長大成人後，方可回高麗。高麗成為元朝的藩屬國後，元世祖六次遣使者要求日本朝貢，均告失敗，於是發起元日戰爭。1274年元軍發動第一次侵日戰爭，日本史書稱為“文永之役”，元廷派三萬二千餘人東征日本，最後因為颱風侵襲而傷亡慘重。1281年七月，忽必烈又發動第二次侵日戰爭，日本史書稱為“弘安之役”，由范文虎、李庭率江南軍十餘萬人，到達次能、志賀二島，因日軍積極抵抗，且元軍又遇到颱風，最後再度慘敗。通常認為臺風（日本人稱之為“神風”）與元軍不擅水戰是造成失敗的最大原因（另一方面，據稱高麗和南宋工匠故意製作式樣錯誤的戰船）。而後元世祖又準備第三次東征，因大臣勸阻，再加上出兵安南的緣故而罷。而後元世祖多次遣使均遭日本拒絕，通使關系一直未能建立，但是元朝與日本的經濟和文化交流仍然十分繁盛，來元日本人以商人與禪僧最多。元廷令沿海官司通日本國人市舶，主要港口是慶元（今寧波）。
陳興道是蒙越戰爭中越南陳朝的大將，圖為胡志明市的陳興道雕像
南洋諸國有安南（陳朝）、占城與爪哇（滿者伯夷）等國。安南國據有今越南北部，於五代北宋時期獨立於中華。蒙古大汗蒙哥於1257年派兀良哈臺南攻安南，蒙越戰爭爆發。越南陳太宗被蒙軍擊敗，上表稱臣，蒙哥封為安南國王，而越南陳聖宗繼位後不願向元朝稱臣。當時在安南南方還有占城國，1282年占城國王因陀羅跋摩六世遣使朝貢，元世祖因此設置荊湖占城行中書省，以阿里海牙為該行省的平章政事。由於占城王扣留元使，元世祖藉此發兵分水陸攻打占城與安南。他以唆都率水軍由廣州渡海攻打占城。隔年蒙古水軍攻下占城國王據守的木城，占城國王因陀羅跋摩六世求和，但於蒙古退軍後殺使者。1284年元世祖再派鎮南王脫歡、阿里海牙與唆都率陸軍借道安南南征占城，被時任太上皇的陳聖宗反抗而爆發戰爭。元軍大舉入侵，占領安南國都。但陳聖宗、陳興道率領的陳軍積極抵抗，並且瘟疫四竄。最後元軍於1285年撤退，途中遭安南軍襲擊，損失過半。而後1288年又南征失敗，隨後安南請和。這場戰爭至元成宗才廢止，安南與占城相繼入貢元廷。當時南洋群島諸國，也多貢於元朝。有名的有馬蘭丹（今馬六甲）、蘇木都拉（今蘇門答臘）等。1292年元世祖命亦黑迷失、史弼與高興率福建水軍南征爪哇滿者伯夷王國，並降其鄰國葛郎（爪哇島以東），但中計受突擊，戰敗而還，以後爪哇仍然派使朝貢。另外自元世祖起亦曾派使者招降泉州和澎湖外海的瑠求，但探訪未果，其在東南外海的統治所及僅至設立巡檢司的澎湖。
西南地區有大理國、吐蕃、緬甸（蒲甘王朝）、八百媳婦國（蘭納泰王國）與暹邏。大理源自唐朝的南詔，937年由段思平滅南詔建國，占有現今雲南地區，後由高昇泰等高氏政權掌控。1252年蒙哥汗命忽必烈與兀良合臺自四川迂迴南滅大理，原大理國王段氏被任為大理世襲總管。吐蕃自晚唐就走向衰退，但其境內藏傳佛教（又被漢人貶稱為喇嘛教）日漸興盛，喇嘛的勢力超過贊普（吐蕃王）的地位。1247年窩闊臺汗次子闊端召請喇嘛班智達來涼州，史稱涼州會盟，此後吐蕃喇嘛與蒙古大汗形成了布施關係（詳見元朝治藏歷史）。忽必烈南征大理時，分兵伐吐蕃，喇嘛班智達與贊普同時投降，吐蕃亡。元世祖忽必烈封班智達的繼承人八思巴為「帝師」，兼任總制院（後改為宣政院）院使，取得了統治烏思藏地區的權力，使西藏統治者由贊普轉為喇嘛。緬甸為唐朝的驃國，宋朝以後稱緬，國內部落稱甸，所以又稱緬甸。元朝初期緬甸為蒲甘王朝，其王朝西併阿剌干（今孟加拉灣一帶），南併勃固（今仰光以北），並進占暹羅。元世祖派使招降不從，緬甸反派軍入侵雲南，元緬戰爭爆發，而後元兵又多次進攻緬甸。1283年元世祖派軍入侵緬甸，兩年後緬甸王請和。1287年緬甸內亂，元軍乘機進攻緬甸，蒲甘城破，緬甸成為元朝的藩屬，緬甸王那羅梯訶波帝失去王位，元廷建緬中行省，而後以蒲甘國王任行省左丞相，成為元朝傀儡。1368年撣族於緬甸東部阿瓦建立阿瓦王國，首領為阿散哥。孟族建都於馬達班，1369年遷都勃固，建立勃固王朝，二王國南北交戰。撣族阿散哥挾持緬甸王，使元成宗派元軍討伐，最後迫使阿散哥派使朝貢。蘭納泰王國（元人稱八百媳婦國）位於撣族東邊的金三角，曾聯合阿散哥抵抗元軍，元廷多次討伐未果，直到元泰定帝時才內附。暹羅地區原有素可泰王朝（元人稱暹國）、大城王國（元人稱羅斛）以及其他小國。暹國曾擴張其勢力於馬來半島，元成宗後遣使進貢八次。羅斛自元世祖末年就開始進貢，並於元末時期併吞暹國等小國，統一為暹羅國。
《馬可·波羅游記》插圖：馬可·波羅和忽必烈汗在大都的王廷
在蒙古帝國進行三次西征的同時，正值教宗提倡十字軍東征進軍西亞地區的伊斯蘭國家以收復耶路撒冷；由於教宗急需外援以抗衡伊斯蘭教徒，同時歐洲的基督教國家剛經歷過蒙古第二次西征不久，再加上東西交通十分便利，紛紛派使者東行了解這個東方大國。教宗於1245年曾派柏朗嘉賓經欽察汗國到和林謁見貴由汗，返國著成《柏朗嘉賓蒙古行紀》。1253年法國國王路易九世派魯不魯乞以傳教為名到和林進見蒙哥汗，返國著有《魯不魯乞東遊記》。1316年義大利人鄂多立克經海路至元大都，參加了元泰定帝的宮廷慶典，回國著成《鄂多立克東遊錄》，範圍遠達西藏，對元大都及宮廷的描寫較細。最著名的是義大利探險家馬可波羅，他隨經商的父親、叔父於1275年到元朝進見元世祖，直至1291年才離去。他擔任元廷官吏，歷游元朝各地，其著寫的《馬可波羅遊記》對元朝進行多角度反映，吸引歐洲人東行中國。另外元朝與非洲地區諸國也有來往，時人汪大淵在1330年和1337年二度飄洋過海親身經歷的南洋和西洋二百多個地方的地理、風土、物產，最後著成《島夷誌略》，影響明代初期的鄭和下西洋。
使用蒙古弓作戰的蒙古突騎
元朝軍隊按照親疏關係分成蒙古軍、探馬赤軍、漢軍與新附軍等四個等級。蒙古軍與探馬赤軍主要是騎兵。漢軍、新附軍大多為步軍，也配有部分騎兵。水軍編有水軍萬戶府、水軍千戶所等。炮軍由炮手和制炮工匠組成，編有炮手萬戶府、炮手千戶所，設有炮手總管等。一部分侍衛親軍中，還專置弩軍千戶所，管領禁衛軍中的弓箭手。
蒙古軍是元朝軍隊的骨幹，主要由蒙古族組成。蒙古軍早在成吉思汗統一蒙古時即創立，平時分布在草原上駐牧，戰時臨時招集。採用兵民合一的萬戶制，按十進制編組成十戶、百戶、千戶。只要是十五歲至七十以內的人皆服兵役，其童子稍微年長者也組成「漸丁軍」。元朝時期在漢地和江南軍戶中簽發丁男應役。探馬赤軍又名簽軍，隨著戰爭的發展，統治者需要一支蒙古軍隊長期留守被征服地區，于是從蒙古各部中“簽發”了部分士兵，組成專門用于鎮戍的探馬赤軍。自1217年木華黎討伐金朝時建立，由弘吉剌、兀魯兀、忙兀、札剌亦兒及亦乞烈思五部組成，西征花剌子模後回族、維吾爾族與突厥族等族成為探馬赤軍的一部分。探馬赤軍精於火砲與西方的回回砲，攻城力強。「下馬則屯聚牧養，上馬則備戰」。
元朝的銅制手銃是中國兵器史上第一個金屬管形射擊火器
漢軍是蒙古帝國占領漢地後發民為兵，主要由金朝女真與契丹降軍、早期降蒙的南宋軍、漢地的地方漢族武裝勢力與簽發漢地百姓等所組成。窩闊臺汗於1229年收編金朝女真與契丹降軍，在漢地民戶中大規模簽發士兵，補充漢軍兵員，將蒙古軍的編製和官稱用於漢軍系統強。各漢軍萬戶統軍人數不等，「大者五、六萬，小者不下二、三萬」。漢軍有「舊軍」與「新軍」的區別。舊軍主要指敵國降軍和地方武裝勢力，新軍指從漢地百姓簽發的新兵。元世祖忽必烈即位後，蒙元帝國的統治重心由漠北草原移到了中原漢地。元世祖對軍隊體制進行改革，逐步建成中央宿衛軍和地方鎮戍軍兩大系統，確定了元軍的編製和隸屬關係，在元朝對外戰爭中，漢軍發揮了重要的作用。新附軍主要是元朝南征南宋期間收邊的降軍，又被稱為新附漢軍、南軍等。新附軍內名號繁雜，而是元廷因士兵所具不同特點而起的名稱，如券軍、手號軍與鹽軍等等。估計當時新附軍的數量在二十萬人上下，元帝將新附軍分編到元軍的侍衛軍和鎮戌軍中；或以蒙古、漢人、南人建立新的軍府，管領新附軍人。每當有戰事發生，首先調發各軍中的新附軍出征，其餘則從事屯田和工役造作。經過多年的戰爭消耗和自然減員，新附軍數量日益減少，最後式微。
1293年文永之役元日水軍海戰，竹崎季長繪《蒙古襲來繪詞》
元朝的防衛分宿衛和鎮戍兩大系統。宿衛軍由怯薛和侍衛親軍構成，其中怯薛軍保留自成吉思汗創立的四怯薛番直宿衛，常額在萬人以上，元朝功臣博爾忽、博爾朮、木華黎、赤老溫或其後人充任怯薛長。在戰爭中，怯薛則是全軍的中堅力量，被稱之為「也客豁勒」（大中軍）；侍衛親軍則是忽必烈在華北漢人世侯的建議下所置，在初期蒙制怯薛未形成戰斗力之時負責宿衛之職以及與阿里不哥爭奪權力。其后，侍衛親軍用於保衛大都，衛設都指揮史或率史，隸屬於樞密院。鎮戍軍由蒙古軍和探馬赤軍守衛靠近京畿的要地，華北、陝西、四川的蒙古軍、探馬赤軍由各地的都萬戶府（都元帥府）統領，隸屬於樞密院。南方以蒙古軍、漢軍、新附軍共同駐守，防禦重點是江淮地區，隸屬於各行省。鎮戍諸軍，有警時由行樞密院統領，平時日常事務歸行省，但調遣更防等重要軍務則歸屬樞密院決定。
元朝水軍原是為了元滅宋之戰而準備，1270年命劉整建造大量水軍。襄樊之戰時元朝水軍與陸軍協同包圍襄陽，攻下後降將呂文煥又率元水軍與河岸陸軍協同於丁家洲之戰擊潰南宋水軍精銳，至此領有全部長江水域。而後張弘範又率元朝水軍（平底船）渡海南下追擊南宋海軍，最後於崖山海戰包圍殲滅之，元朝水軍在滅宋之戰有重要的功能。元朝融合了南宋和阿拉伯航海技術，使海軍技術更加成熟，然而在對外戰事中，元日戰爭與元爪戰爭均以失敗結束，而且對日戰爭兩次均被颱風所毀，只有對占城的戰役獲勝而已。
元代龍紋帶扣
早在蒙古時期，北方人口就不斷的南逃，總人數約占北方人口的十分之一，這種現象到惠宗時都還持續發生，元廷屢禁而不能止。在大蒙古國征服金朝期間在戰地進行了大規模屠殺和掠奪。隨后的瘟疫與饑荒導致東亞地區大量人口消失，其中又以金朝的華北和南宋的川陜四路十分嚴重。這是導致“湖廣填四川”移民運動發生的重大原因。
1234年3月9日金滅亡后，華北地區約有110萬戶與600萬人，只有1208年的金朝人口5353萬的13%。蒙古宋戰爭期間，南宋境內因戰爭總計消滅了大約1500萬人口，主要集中在川陜四路地區。1279年元軍完全剿滅四川的抗元勢力後，在1280年的戶口調查僅為9萬余戶與50萬余人，只有1231年蒙古入侵川陜四路地區前的4%。大蒙古國時期有過兩次戶口統計，先有1235年窩闊臺汗推行的乙未籍戶，獲得華北地區如燕京（今北京）、順天（今河北保定）等三十六路的人口資料，後有1252年蒙哥汗完成的壬子籍戶，顯示華北人口略有增加。1271年元世祖建國號為大元。雖然在元成宗到元惠宗至正初年期間政治動盪不安，盡管每年也成百上千次人民起義，但社會上基本處於安定狀態，經濟大體上也是呈現增長的狀態，這些都促使人口增長，大約在惠宗至正十年（1351年）達到高峰。元惠宗至正年間（1341年－1370年）全國發生多次大規模的災荒饑饉疾病和瘟疫，最終促使紅巾軍起義爆發。紅巾軍起義之后又造成人口大量減少。明太祖建國後論到：「前代革命之際，肆行屠戮，違天虐民，朕實不忍。」
元代戶口統計並不是準確，無法涵蓋的人口包括逃戶、因土地兼併而蔭蔽的隱戶、流民以及私屬人口等。朝廷不納入戶口統計的人口包括：嶺北等處行中書省、雲南等處行中書省、西南土司地區和宣政院轄地的居民；蒙古諸王、貴族、軍將的大量私屬人口（驅口、投下戶，怯憐口、打捕鷹房人戶）；獨立於州縣以外的諸色戶計（軍戶、站戶、匠戶、民屯戶、釋、道、儒戶、游食者）等。現在歷史學者只能根據史書的原始數據與他們掌握的歷史資料的來推斷，所以差異甚大，僅作參考。人口逃亡的現象很嚴重，如1241年，忽都虎等元籍諸路民戶1,004,656戶，逃戶即達280,746戶，占全部人戶的28％。另外，隨著民族關係日益密切，往來與雜居也相當普遍。從蒙金戰爭時期就陸續有大批漢人被遷往蒙古草原以及天山南北、遼陽等處行中書省與雲南等處行中書省各地；蒙古與色目官員、軍戶、商人等也大量移居中原內地；雲南地區居住的蒙古人約十萬人左右；大都、上都等政治城市及杭州、泉州、鎮江等商業城市都居住許多蒙古人、畏兀兒（維吾爾祖先）、穆斯林、黨項人、女真人與契丹人等，促成民族之間經濟文化的交流。
有說法認為由於蒙古人與漢人的人數比例極不平均，元廷為了保護蒙古人地位，主張蒙古至上主義，對於不同族群之間形成相對禮遇或相對受限的不同待遇，其優先順位的排序先後為蒙古人、色目人（包括西域各族和西夏人）、漢人（原金朝統治下人民）、南人（南宋統治下的漢人）等四類人，組成了四等人制的階級制度，雖然該制度并不見于官方文告及檔案。有學者認為，元廷給蒙古人與色目人極大的權利，並讓漢人與南人負擔較大的賦稅與勞役，民族壓迫和階級壓迫十分沉重。盡管學術界迄今并沒有發現元代有把臣民明確劃分為四等的專門法令，但元廷對于各民族的不平等態度卻反映在一些政策和規定中，例如漢人打死怯薛需要償命，而怯薛打死漢人只需「斷罰出征，并全征燒埋銀」（原文為怯薛歹蒙古人，怯薛歹為元代一特權階級）。此外漢人做官也往往只能做副貳，只有少數漢人為官高等，如元初的史天澤、元末的賀惟一等曾官拜丞相）。
有說法認為「九儒十丐」是元朝的定制，顯示出在蒙古統治下儒士在社會的下等地位。此「九儒十丐」的說法來自南宋遺民謝枋得，其〈送方伯載歸三山序〉云：「滑稽之雄，以儒為戲者曰：『我大元制典，人有十等：一官、二吏；先之者，貴之也，貴之者，謂有益於國也。七匠、八娼、九儒、十丐；後之者，賤之也，賤之者，謂無益於國也。』嗟乎卑哉！介乎娼之下，丐之上者，今之儒也。」及同樣是南宋遺民的鄭思肖〈大義略序〉曰：「韃法，一官、二吏、三僧、四道、五醫、六工、七獵、八民、九儒、十丐。」但因其政治立場，並不能完全盡信，或作為元朝儒士社會地位低下的佐證。中外史學界已有學者對元代儒士的地位問題進行過深入的研究，否定了元代儒人地位低落的說法。
+ 元代戶口表
西夏惠宗天賜禮盛國慶元年（1069年）
估2,300,000人
西夏立國後的第二次高峰，第一次是1038年，243萬人。
金章宗泰和八年（1208年）
8,413,164戶
53,532,151人
宋理宗端平元年（1234年）
15,500,000戶
估80,000,000人
本年為南宋人口數的高峰值，同年蒙古滅金，史書無戶口數記載，史學家葛劍雄估算本年金朝統治區有大約110萬戶，600萬。
窩闊臺八年（1236年）
11000000戶
估6,000,000人
此時蒙古領有原金朝與西夏的華北地區，去年實施的乙未籍戶至本年完成。
蒙哥二年（1252年）
估11,278,745人
本年完成壬子籍戶。
中統元年(1260年)
1,418,499戶
至元十一年（1274年）
15,788,941戶14,134,549戶
元軍於蒙古宋戰爭陸續攻下南宋的襄陽、建康與臨安，南宋的謝太后與宋恭帝投降。
至元二十七年（1290年）
13,196,206戶估15,000,000
58,834,711人估75,306,000人估75,000,000人
其中原南宋境內有戶11,840,800戶，原金境內有1,355,406戶。此次人口統計數據不包括西南各省的“山澤溪洞之民”。
元世祖至元二十八年（1291年）
13,430,332戶
60,491,230人估76,496,000人
另外江淮和四川11,430,878戶,內郡1,999,444戶，59,848,964人，游食者429,118人，僧、尼213,148人。
元世祖至元三十年（1293年）
14,002,760戶
估79,816,000人
這是《元史》記載的人口數的高峰值。
元文宗至順元年（1330年）
13,400,699戶估17,000,000戶
估84,873,000人估85,000,000人
元惠宗至正十一年（1351年）
估18,000,000戶
估87,487,000人
部分學者認為本年為元代人口數的高峰值。
註：本表數據僅包含“中國本土”（不含吐蕃、雲南、嶺北及遼陽行省）的居民，且未包含特定居民（如道士、僧侶等等），戶口統計本身就有一定誤差，蒙古貴族軍將們又有大量的私戶，此外還有軍戶、匠戶等均不納入人口統計不計入戶口統計，所以僅供參考。本表數據參考《元史》、《新元史》、趙文林與謝淑君所著的《中國人口史》與吳松弟所著的《中國人口史》。
元代經濟呈現多元格局，經濟活躍發達，大致上以農業為主，有學者認為其整體生產力雖然不如宋朝，但在生產技術、墾田面積、糧食產量、水利興修以及棉花廣泛種植等方面都取得了較大發展。蒙古人原來是游牧民族，草原時期以畜牧為主，經濟單一，無所謂土地制度。蒙金戰爭時期，大臣耶律楚材建議保留漢人的農業生產，以提供財政上的收入來源，這個建議受到鐵木真的采納。窩闊臺之后，為了鞏固對漢地統治，實行了一些鼓勵生產、安撫流亡的措施，農業生產逐漸恢復。特別是經濟作物棉花的種植不斷推廣，棉花及棉紡織品在江南一帶種植和運銷都在南宋基礎上有所增加。經濟作物商品性生產的發展，就使當時基本上自給自足的農村經濟，在某些方面滲入了商品貨幣經濟關系。但是，由於元帝集中控制了大量的手工業工匠，經營日用工藝品的生產，官營手工業特別發達，對民間手工業則有一定的限制。
由于蒙古對商品交換依賴較大，同時受儒家輕商思想較少，故元朝比較提倡商業，使得商品經濟十分繁榮，使其成為當時世界上相當富庶的國家。而元朝的首都大都，也成為當時聞名世界的商業中心。為了適應商品交換，元朝建立起世界上最早的完全的紙幣流通制度，是中國歷史上第一個完全以紙幣作為流通貨幣的朝代，然而因濫發紙幣也造成惡性通貨膨脹。商品交流也促進了元代交通業的發展，改善了陸路、漕運，內河與海路交通。
《斗茶圖》，趙孟頫所繪，描寫元朝時鬥茶的情形
農業方面，宋真宗時推行的占城稻在元朝時已經推廣到全國各地。農業生產繼續發展，1329年，南糧北運多達三百五十多萬石，說明糧食生產的豐富。這一階段，經濟作物也有較大發展，茶葉、棉花與甘蔗是重要的經濟作物。江南地區早在南宋時已盛產棉花，北方陜甘一帶又從西域傳來了新的棉種。1289年元廷設置了浙東、江東、江西、湖廣、福建等省木棉提舉司，年征木棉布十萬匹。1296年復定江南夏稅折征木棉等物，反映出棉花種植的普遍及棉紡織業的發達。元朝水利設施以華中、華南地區比較發達。元初曾設立了都水監和河渠司，專掌水利，逐步修復了前代的水利工程。陜西三白渠工程到元朝后期仍可溉田七萬余頃。所修復的浙江海塘，對保護農業生產也起了較大作用。元朝農業技術繼承宋朝，南方人民曾采用了圩田、柜田、架田、涂田、沙田、梯田等擴大耕地的種植方法，對於生產工具又有改進。關于元朝的農具，在王禎的《農書》中有不少詳細的敘述。
元世祖為了清查土地徵收賦稅曾實行過土地所有者自報田地的經理法，由於未能確實執行，1314年元仁宗又派大臣往江浙、江西、河南三地實施經理法，但實施結果仍然弊端極多，人民紛起反抗，以至仁宗不得不下詔免三省自實田租二年，最後不了了之。
元朝土地仍可分為官田和私田兩種。官田主要來自宋、金的官田，兩朝皇親國戚、權貴、豪右的土地，掠奪的民田，以及經過長期戰亂所形成的無主荒地。元廷把所掌握的官田一部分作為屯田，一部分賞賜王公貴族和寺院僧侶，余下的則由政府直接招民耕種，收取地租。其屯田的數量極大，遍及全國，其中以河北、河南兩省最多。其中民屯是役使漢人屯墾收租，軍屯則分給各軍戶，強迫相當于奴隸的“驅丁”耕種。私田是蒙古貴族和漢族地主的占地以及少量自耕農所有的田地。元朝以大量土地賞賜寺院，例如1316年元仁宗曾賜給上都開元寺江浙田二百頃、華嚴寺百頃。元朝也有一定數量的自耕農，然而地位很低下，生活十分困苦。
元朝官營牧場分布圖
元朝的畜牧政策以開辟牧場，擴大牲畜的牧養繁殖為主，尤其是孳息馬群。畜牧業發展趨勢不穩定，由元世祖時的盛況漸漸趨向衰退，到了元惠宗時，畜牧業的衰敗更為嚴重，其原因最大的是自然災害。元朝完善了養馬的管道，設立太仆寺、尚乘寺、群牧都轉運司和買馬制度等制度。元朝在全國設立了14個官馬道，所有水草豐美的地方都用來牧放馬群，自上都、大都以及玉你伯牙、折連怯呆兒，周回萬里，無非牧地。元朝牧場廣闊，西抵流沙，北際沙漠，東及遼海，凡屬地氣高寒，水甘草美，無非牧養之地。當時，大漠南北和西南地區的優良牧場，廬帳而居，隨水草畜牧。江南和遼東諸處亦散滿了牧場，早已打破了國馬牧於北方，往年無飼於南者的界線。內地各郡縣亦有牧場。除作為官田者以外，這些牧場的部分地段往往由奪取民田而得。
牧場分為官牧場與私人牧場。官牧場是12世紀形成的大畜群所有制的高度發展形態，也是大汗和各級蒙古貴族的財產。大汗和貴族們通過戰爭掠奪，對所屬牧民徵收貢賦，收買和沒收所謂無主牲畜等方式進行大規模的畜牧業生產。元朝諸王分地都有王府的私有牧場，安西王忙哥剌，佔領大量田地進行牧馬，又擴占旁近世業民田30萬頃為牧場。雲南王忽哥赤的王府畜馬繁多，悉縱之郊，敗民禾稼，而牧人又在農家宿食，室無寧居。1331年以河間路清池、南皮縣牧地賜斡羅思駐冬。元世祖時，東平布衣趙天麟上《太平金鏡策》，云：今王公大人之家，或占民田近於千頃，不耕不稼，謂之草場，專放孳畜。可見，當時蒙古貴族的私人牧場所佔面積之大。
嶺北行省作為元朝皇室的祖宗根本之地，為了維護諸王、貴族的利益和保持國族的強盛，元帝對這個地區給予了特別的關注。畜牧業是嶺北行省的主要經濟生產部門，遇有自然災害發生，元朝就從中原調撥大量糧食、布帛進行賑濟，或賜銀、鈔，或購買羊馬分給災民；其災民，也常由元廷發給資糧，遣送回居本部。元帝對諸王、公主、后妃、勛臣給予巨額賞賜，其目的在于鞏固貴族、官僚集團之間的團結，以維持自己的皇權統治。皇帝對蒙古本土的巨額賞賜，無形中是對這一地區畜牧業生產的投資。
王禎《農書》記載的宋元紡織機
元朝手工業生產也有些進步，絲織業的發展以南方為主，長江下游的絹，在產量上居於首位，超過了黃河流域。元朝的加金絲織物稱為「納石矢」金錦，當時的織金錦包括兩大類：一類是用片金法織成的，用這種方法織成的金錦，金光奪目。另一類是用圓金法織成的，牢固耐用，但其金光色彩比較暗淡。棉紡織業到宋末元初起了變化，棉花由西北和東南兩路迅速傳入長江中下游平原和關中平原。加上元朝在五個省區設置了木棉提舉司，“責民歲輸木綿（棉）十萬匹”，可見長江流域的棉布產量已相當可觀。但當時由于工具簡陋，技術低下，成品尚比較粗糙。1295年前后，婦女黃道婆把海南島黎族的紡織技術帶到松江府的烏泥涇，提升了紡織技術，被尊稱為黃娘娘。
元朝的瓷器在宋代的基礎上又有進步，著名的青花瓷就是元代的新產品。青花瓷器，造型優美，色彩清新，有很高的藝術價值。造船業十分發達，還有起碇用的輪車，并已經使用羅盤針導航。元朝的印刷技術，又比宋朝更有進步。活字印刷術不斷改進，陸續發明了錫活字和木活字，并用來排印蒙文和漢文書籍。自1276年以來，已使用小塊銅版鑄印小型的蒙文和漢文印刷品，如紙幣“至元通行寶鈔”。套色版印刷術應用于刻書，如中興路刊印的無聞和尚注《金剛經》。1298年王禎用木活字來印他所纂修的《大德旌德縣志》，不到一月百部齊成，其效率很高。他又發明了轉輪排字架，使用簡單的機械，提高排字的效率。最後他總結成《造活字印書法》。
元朝行會組織還有應付官府需索、維護同業利益的作用，其組織的內部還更日趨周密。在元朝，“和雇”及“和買”，名義上是給價的，實際上卻給價很少，常成為非法需索。雖然各行會多由豪商把持，對中小戶進行剝削，但是由于官府科索繁重，同業需要共同來應付官府的需求，同時官府也要利用行會來控制手工業的各個行業。
描繪元代泉州港繁榮景象的圖畫，來自于15世紀《馬可波羅游記》手抄本
元朝透過專賣政策控制鹽、酒、茶、農具、竹木等一切日用必需品的貿易，影響國內商業的發展。可是元朝幅員廣闊，交通發達，所以往往鼓勵對外貿易政策，因而終元之世對外貿易頗為繁盛。元朝的對外貿易主要采取官營政策，并禁止漢人往海外經商。但實際上私商入海貿易的仍然很多，政府始終無法禁絕。元代海外貿易輸出入商品，大體上與宋代相同。但奴隸貿易卻有相當規模，販運進口的有“黑廝”和“高麗奴”。
在生產發展的基礎上，物資交流頻繁，從而促進了商業城市的發展。元朝時臨安仍改名杭州，其繁榮并不因南宋覆滅而衰退多少。由于北方人紛紛南遷，城廂內外人口更加稠密，商業繁榮。杭州是江浙行省的省會，地位重要，水陸交通便利，驛站最多，不但是南方國內商業中心，也是對外貿易的重要港口之一。江浙行中書省居各行中書省征收的商稅和酒醋課的第一位，城內中外商民薈萃，住有不少埃及人和突厥人，還有古印度等國富商所建的大廈。泉州在宋元時期是東方第一大港，貨物的運輸量十分巨大，泉州的稅收僅次於前朝首都杭州。然而在元朝末年色目軍爆發亦思巴奚兵亂，導致外僑大量撤離，對外貿易中斷而衰。大都（今北京）是元朝的首都，在原來中都城的東北方建立新城，規模宏大，是全國政治、軍事中心，也是陸路對外貿易和國內商業中心。達官貴人、富商大賈多在此聚居，人口稠密，城廂內外街道縱橫，商肆櫛比鱗次，工商業很繁榮，是世界聞名的大城市。州縣以上的城市，商業比較發達的還有：