蒙元时期的西北宗藩国，十三世纪中叶为成吉思汗之孙、拖雷之子旭烈兀所建。成吉思汗西征期间即已攻占波斯东部呼罗珊诸城。公元1231年窝阔台又遣大将搠里蛮西征，攻灭花剌子模算端(意为国王，今译为苏丹) 札阑丁，征服并招降了波斯大部分地区。公元1252年旭烈兀奉大汗蒙哥之命再次统兵西征。公元1256年攻灭木剌夷国(位于今伊朗马赞德兰省)。公元1258年攻陷报达(今伊拉克巴格达)，灭黑衣大食(阿拉伯帝国阿拔斯王朝)。公元1259年进军叙利亚。次年春，旭烈兀闻知蒙哥死讯，于是留部分兵力继续征进，而自率余军返回波斯。阿里不哥与忽必烈争夺汗位期间，旭烈兀拥护忽必烈，忽必烈遂将阿姆河以西地区划归旭烈兀统治，于是形成了伊利汗国(旭烈兀及其后继者自称伊利汗。伊利，突厥语，意为“从属”)。其领土，东起阿姆河和印度河，西至小亚细亚，南抵波斯湾，北至高加索山。都城始为蔑剌哈(今伊朗阿塞拜疆马腊格)，后曾迁桃里寺(今伊朗阿塞拜疆大不里士)，孙丹尼牙(今伊朗阿塞拜疆苏丹尼耶)。十四世纪中叶以后，伊利汗国由于统治集团内部矛盾以及民族矛盾、阶级矛盾的激化而趋于瓦解。十四世纪末，兀洼思汗建立的札剌亦儿朝为帖木儿帝国所灭，伊利汗国的统治遂告结束。

元朝西北宗藩国。成吉思汗第四子拖雷之子旭烈兀所建。旭烈兀及其继承者自称伊利汗。伊利，突厥语“从属”之意。旭烈兀西征回波斯后，获悉忽必烈已经即大汗位，派遣使者，表示拥护忽必烈为大汗。忽必烈遣使传旨，将阿母河以西直到密昔儿边境的波斯国土和该地蒙古、大食军民划归旭烈兀统治，于是原由大汗政府直接管辖的波斯地区，实际上成为旭烈兀的领地，从而建立了又一个汗国。其领土东起阿母河和印度河，西面包有小亚细亚大部分地区，南抵波斯湾，北至高加索山。旭烈兀以蔑剌哈(今伊朗阿塞拜疆马腊格)为都城，设宰相以掌管全国政务，任命了各省长官。1265年旭烈兀卒，阿八哈嗣位，并得到忽必烈的诏立。阿八哈即位后，定都桃里寺(今伊朗阿塞拜疆大不里士)，忽必烈大举攻宋，征工匠于阿八哈，即遣回回炮手入京应命，回回炮技术因而传入中国。1282年，阿八哈卒，弟贴古迭儿继位。1284年，阿八哈子阿鲁浑声言其父受大汗册命，汗位应当属己，在权臣不花支持下起兵推翻其叔；遣使入元奏报。忽必烈命他继承汗位。1291年阿鲁浑死，弟海合都继立。1295年，权臣谋杀海合都，奉诸王拜都为汗，阿鲁浑子合赞起兵讨灭叛者，夺取汗位。1298年，合赞遣使入朝元廷，贡珠宝等物。合赞即位后，大力进行社会改革，制定新的土地、赋税、驿站、货币等制度，限制蒙古贵族等对人民的横征暴敛，使农业、工商业得到发展，财政收入增加。1304年合赞卒，弟合儿班答继立，号完者都汗。合儿班答遵循其兄政策，继续发展经济、文化。1316年合儿班答卒，子不赛因嗣位，权臣出班有拥立之助，不赛因为他向元朝请封，1324年泰定帝授出班“开府仪同三司、翊国公”。出现专擅国政，诸子皆居要职，与不赛因发生矛盾，不赛因杀其第三子，出班举兵叛，兵败被杀。经过这次内乱，国势削弱。1335年不赛因死后，伊利汗国迅速瓦解。1355年，钦察汗国札尼别汗攻入桃里寺，杀出班后人。在纷乱中，一些地方贵族也乘机独立，形成割据局面。据有报达的蒙古贵族哈散于1340年自立为汗。1358年，其子兀洼思汗兼并阿塞拜疆等地，移都于桃里寺，史称札剌亦儿朝，14世纪末被贴木儿帝国所灭。