蒙古帝国在窝阔台和贵由两位大汗的统治时期，把中亚地区的管理权力委托当地穆斯林商人，察合台汗国依靠当地的势力来进行统治。
察合台汗国前期，遵守成吉思汗制定的《扎撒大典》，一视同仁对待各种宗教，没有强制推行宗教欺压政策。
不过，察合台汗国的蒙古人依旧过着游牧的生活，固守蒙古游牧生活的风俗习惯和宗教信仰，因此佛教在中亚呈现出复兴的态势。
随着时间的流逝，察合台汗国的蒙古人生活在伊斯兰洪流中，逐渐受到影响。
但是，蒙古人改信伊斯兰教还是有风险的，即便身为汗王也是如此，除非你的实力足够强大。
1264年，木八剌沙汗改信伊斯兰教，蒙古帝国忽必烈汗大为不高兴，就任命不信伊斯兰教的八剌为察合台汗。
八剌登上汗位后，没过几年就转轨了，当他1270在布哈拉皈依伊斯兰教后，很快就被下毒害死。
这段时间里的，察合台汗王要治理人数众多的伊斯兰臣民，但是不能宣布自己改信伊斯兰教，否者就要被信奉多神教的游牧部落抛弃，遭到被杀或者被废的命运。
第9代察合台汗——都哇，是一个颇有军事能力的主。他经常这边刚率军洗劫印度，一回来就参与海都（窝阔台汗嫡孙）对元朝的战争。
海都病死后，都哇赢得元朝成宗铁木耳的支持，收复祖先察合台的封地，还兼并窝阔台后裔的封地，一时间察合台汗国有兴盛之象。
可惜，都哇死后发生汗位继承危机，以也先不花、怯伯弟兄俩为代表，王室内部分裂成两派。
也先不花身边聚集的是要过传统蒙古游牧生活的贵族，而怯伯身边聚集的是要求过定居生活的贵族。
1320年代，怯伯带人在那色波建都，并和一部分蒙古贵族皈依了伊斯兰教，积极亲近当地宗教阶层、封建贵族，
建立“西察合台汗国
”。
而也先不花为代表的贵族，就跑到阿里麻城设立牙帐，
建立“东察合台汗国”，又叫“蒙兀斯坦”
。后来，也先不花的儿子图古鲁克帖木儿皈依伊斯兰教，并强迫其他人皈依。
1362年，“东察合台汗国”利用“西察合台汗国”的动乱，派兵征服之，
察合台汗国再次统一。
第二年，图古鲁克帖木儿离世，察合台汗国又陷入混乱之中，未来中亚霸主帖木儿开始登上历史舞台。
蒙古人西征中亚和波斯，在不到200年的时间里，全部为伊斯兰文化同化。
察合台汗国完成伊斯兰化后，政教并立的色彩很显著。汗国的政权独立于宗教，但又紧紧依靠伊斯兰教。
察合台汗国依旧以蒙古习惯法的《扎撒大典》来判断事物，但是有关教法的案件就交由卡迪裁决。
