有文献记载的汉族人在新疆的居住，是在公元前100多年的西汉，汉王朝派出了驻军和地方官员驻扎在现在的库车和若羌县辖区，维持治安和开荒屯田。其实在此之前，汉族人就在西域经商和务农，只不过那时还不叫“汉人（大汉国的人）”。西域都护和戊己校尉治下的汉族百姓和屯田兵在新疆兴修水利，推广犁耕、施肥、种桑、缫丝等先进的农业技术。今新疆尼雅遗址中残存的古水渠残迹和东国公主传蚕种至于阗的传说可以印证这段历史。楼兰屯田遗址出土的汉文简牍足以证明，自汉朝（公元前206—公元220）到魏晋时期（公元220—420），这里一直是汉军屯田的重要据点。古称高昌的吐鲁番地区曾是新疆汉族人最大的聚居区，吐鲁番阿斯塔那—哈拉和卓墓葬群中出土的大量汉文书以及保存完好的汉人干尸，都证实了从晋代（公元365—420）初期设置汉人政权高昌郡直至唐西州失守的这段历史。在此漫长的历史时期中，那里曾经生活着大量的汉人，并且汉文化一度比较繁荣。《任尚碑》《刘平国治关诵》《姜行本行军碑》《杜怀宝碑》等碑文和克孜尔千佛洞中的题壁汉字等，无不说明汉人同这片绿洲中操印欧语、西羌语、突厥语的居民一样，早已成为西陲热土的古老居民。
清王朝平定准噶尔部叛乱以后，为了巩固边疆，朝廷鼓励内地农民移居西域新疆。特别是19世纪末平定了阿古柏的颠覆、建立新疆省之后，清王朝又出台了一些鼓励内地农民移居新疆的优惠政策，大量的内地贫困农民迁到新疆从事农业开发。清朝迁入新疆的汉族人主要有三部分：左宗棠属下的湘军转业官兵、跟随清军进入新疆的“赶大营”的天津杨柳青商贩、陕甘宁青诸省的贫苦农民，其中以第三部分人数最多。
在新疆务农的汉族人，以湘军后裔和西北移民为主，聚居地点从巴里坤沿天山北坡一直到伊犁平原，而汉族官员、职员、商人和技术人员遍布新疆各地。
1949年中华人民共和国成立和新疆和平解放后，在政府号召下，大批汉族管理人员、技术人员和大、中专毕业生、复员军人奔赴新疆支援边疆建设，同各族人民一道促进了新疆社会经济的全面发展。1955年新疆维吾尔自治区成立，同年，为了减轻当地人民和国家的财政负担，中国人民解放军组建了新疆生产建设兵团，数十万大军由战斗队转为生产队，仍沿用师、团、连等军队编制，有组织地引进各类专门人才投入到新疆建设中，使新疆的民主改革和城乡建设取得了辉煌成就。兰新铁路（甘肃兰州—新疆乌鲁木齐）开通后，以汉族为主体的新疆生产建设兵团发展壮大为10个农业师、1个工业师。据2007年末的数据，新疆汉族人口为823.93万人，占新疆人口的39.33%，在新疆各民族人口中居第二位。
新疆汉族人的基本民俗与内地汉族相同，但是与内地大不相同的自然环境和生产条件，各省区移民在文化上的融合，长期与新疆少数民族共同生活的经历，以及移民文化的变异性特点，使新疆汉族的民俗产生了鲜明的地方特色，这种特色以汉族聚居的农村最为集中。
在清代，新疆汉语方言以兰州官话为主，其中操武威①话和张掖②话的人数最多。但是与甘、宁、青三省区不同的是，各地人来到新疆以后，在长期的共同生活中，方言口语发生了杂糅。特别是天津杨柳青人的方言对新疆汉语方言的影响极大。当时天津杨柳青人以在城市和集镇中经商为主，财大气粗，汉族人自古就有跟富随贵的习惯，学说杨柳青话成为一时的风尚。甘肃话+天津杨柳青话+少量的湖南话，融合而成了新疆汉语方言。在这种方言基础上产生了本土的口头文学样式“新疆杂话”和本土戏曲“新疆曲子剧”。西北各省的民歌“花儿”到了新疆以后，除了把甘、宁、青的花儿杂糅以外，还吸收了新疆少数民族的民歌成分，形成了独具特色的“新疆花儿”。
①武威：又称凉州，隶属甘肃省，在丝绸之路上占据重要地理位置。
②张掖：又称甘州，隶属甘肃省，是历代中原王朝在西北地区的政治、经济、文化活动中心。