柯尔克孜族是一个古老的民族，早期生活在蒙古大草原上以叶尼塞河①为中心的地方，时称鬲昆、坚昆，唐朝称黠戛斯。公元9世纪20年代摆脱回鹘统治建立汗国，于公元840年趁回鹘汗国因大旱而起的内乱，将回鹘汗国击败，迫使回鹘人西迁。柯尔克孜族也是一个跨境民族。19世纪30年代，俄国势力扩张到蒙古草原，迫使柯尔克孜人离开自己的发祥地叶尼塞河，南迁天山南部与帕米尔高原。1860年俄国侵占了中国在中亚的大片领土以后，迫使清朝签订了《中俄勘分西北界约》，割走了中国巴尔喀什湖以东以南的土地。被沙俄割走的，有一部分是柯尔克孜人游牧的地区。柯尔克孜人的主体人群一分为二，在中国境内的柯尔克孜人主要居住在现在的新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州，少数散居在新疆北部的伊犁地区、新疆南部和田地区皮山县山区和塔什库尔干塔吉克自治县科克亚尔柯尔克孜民族乡；黑龙江省齐齐哈尔市富裕县也有一些柯尔克孜人，是当年民族南迁的时候迁居那里的。
俄国控制下的柯尔克孜人被称为吉尔吉斯，十月革命后成立加盟共和国加入苏联，苏联解体后独立为吉尔吉斯斯坦共和国。苏联的吉尔吉斯加盟共和国时期，吉尔吉斯人中出了一位获诺贝尔文学奖的世界级大作家，叫艾特玛托夫，他的作品对改革开放初期的中国西部文学也曾产生过影响。
据2007年的统计，新疆的柯尔克孜族有18.19万人。
13世纪初成吉思汗统一蒙古各部，东征西讨占领了欧亚大陆的广大地域，建立了强大的蒙古帝国。成吉思汗将帝国分封给自己的四个儿子，其中新疆的大部分地区为其次子察合台的领地。东察合台汗国的汗王秃黑鲁·铁木耳汗率领16万蒙古人皈依******教，以后这些蒙古人逐步融合进维吾尔人之中。
新疆地区还有另一支蒙古人，他们是蒙古大军西进时从漠北迁来的。在成吉思汗去世后的蒙古大分裂时期，蒙古人分裂为东蒙古集团和西蒙古集团，新疆地区的这支蒙古人属于西蒙古集团，称为卫拉特蒙古。卫拉特蒙古17世纪初时分为四大部，分别是游牧于额尔齐斯河中上游一带的杜尔伯特部，游牧于塔尔巴哈台一带的土尔扈特部，游牧于乌鲁木齐一带的和硕特部，游牧于巴尔喀什湖和伊犁河谷的准噶尔部。清朝初年，准噶尔部不服满洲人的统治，与清朝进行了长达60多年的武装对抗，势力最盛时差一点攻进北京的外围关卡。为此，清朝三代皇帝康熙、雍正和乾隆伤透了脑筋，倾尽全国之力，最终于乾隆十七年（1756年）平定准噶尔部叛乱。仗是打完了，但新疆地区（特别是北疆地区）十室九空、地旷人稀，边境也无人防守。朝廷不得不从内地移民实边，分两批从京畿以北迁调察哈尔部蒙古人2000余人携家眷驰防新疆，驻守阿拉套山一线，这就是现在博尔塔拉蒙古自治州温泉县蒙古人的来历。
在准噶尔部强盛时，同属卫拉特蒙古的土尔扈特部带着杜尔伯特部及和硕特部迁移到伏尔加河下游，建立了强大的土尔扈特汗国。后来沙皇俄国人逐渐控制了汗国，强令蒙古青年参加俄国与土耳其的战争，使大批蒙古子弟惨死在与部族利益无关的战场上。在女皇叶卡捷琳娜统治下，俄国权贵们运用各种手段企图迫使蒙古人放弃黄教信仰而改信东正教。这批蒙古人决心冲破俄国的控制，回到祖先生活的东方去。他们于建立汗国140多年后的1771年1月踏上东归之路，一路上与围追堵截的沙俄军队和其他草原民族作战，以牺牲大半人口的沉重代价，在当年的8月进入清朝的国界，完成了一次大规模的民族迁徙。与他们一起迁到伏尔加河下游游牧的杜尔伯特部，因为沙皇俄国军队的阻止，没有能够与他们一起东归而留在了伏尔加河西岸，成为现在的俄联邦卡尔梅克共和国。东归的土尔扈特人与和硕特人受到了清廷的热烈欢迎，被安置在今新疆的巴音布鲁克②、博斯腾湖③周围、和布克赛尔、精河④等地，现在居住在博尔塔拉蒙古自治州、巴音郭楞蒙古自治州和塔城地区的和布克赛尔蒙古自治县，仍以牧业为主。他们信仰喇嘛教（藏传佛教）的黄帽派，保存有大量萨满教的遗风，主要表现在敖包（山神）崇拜和对日、月、水、火等自然现象与自然力的崇拜上。
据2007年的统计，新疆的蒙古族有17.71万人。
塔吉克人是亚洲大陆上最古老的土著居民的一支，属欧洲人种印度地中海类型，操印欧语系伊朗语族东帕米尔语支，他们的血缘与塞种人有着渊源关系。塞种人的生活区域曾涵盖新疆的天山南北，罗布泊都曾是他们聚居的地方。作为中亚十字路口的帕米尔高原，自然也少不了塞种人的光顾。
塔吉克族也是个跨境民族，在帕米尔高原的西部有塔吉克斯坦共和国，阿富汗国的三大民族之一就是塔吉克族，巴基斯坦的北部也生活着众多的塔吉克人。塔吉克人分为平原塔吉克族与高山塔吉克族两部分，中国的塔吉克族为高山塔吉克，主要居住在喀什地区塔什库尔干塔吉克自治县（过去称“色勒库尔”）。另有少数塔吉克人居住在和田地区皮山县昆仑山区的瑙阿巴提塔吉克民族乡。2007年统计，中国塔吉克族有4.48万人。
中国塔吉克族是一个高山半农半牧民族，食物以粮食为主。他们分散居住在深山中可以耕种的散碎土地上（昆仑山深处没有大片的可耕地），各家各户都有自己的牛羊群和高山牧场。他们居住的地方大都在海拔3000米以上，有的甚至在海拔4000多米的雪线以上放牧牦牛和“塔什库尔干”大尾羊，被称为“离太阳最近的人”。
塔什库尔干是一座中亚有名的石头城。这个城堡十分坚固，直到民国时这里还有驻军把守。石头城曾屡遭战火。19世纪30年代，中亚费尔干纳盆地的浩罕国在英国和俄国的怂恿下，多次派兵侵扰中国境内，必经之路是塔什库尔干的色勒库尔地区，因此对色勒库尔的抢掠、屠杀十分频繁。由于清朝政府腐败无能而又自以为是，使得边防空虚；色勒库尔的塔吉克人居住分散、人口稀少，经济力量极其薄弱，武装自卫的能力十分弱小，但塔吉克人还是进行了长期无畏的抵抗。1836年11月，塔吉克人首领、有四品顶戴花翎军功头衔的阿奇木伯克（地方军政长官）库尔察克，率塔吉克勇士在反抗浩罕侵略军的战斗中，浴血奋战多日，无一人怕死投降，但终因寡不敌众，全部壮烈牺牲，塔什库尔干城失守。半年以后，塔吉克人在平民吐尔阿沙的率领下，凭勇气和计谋杀死浩罕军官，夺回了塔什库尔干城。这一段惊心动魄的历史被塔吉克族民间文学家编创成史诗《太洪》，至今吟诵不止。因为塔什库尔干城的重要地位，在1954年被定名为塔什库尔干塔吉克自治县。