新疆古称西域，西域一词特指新疆地域范围从古代一直延续至清朝中期乾隆帝统治时期。[47] 光绪十年（1884年），清政府正式在新疆建省，并取“故土新归”之意改称西域为“新疆”。[68]
近代新疆各地考古资料表明，最晚在六七千年以前，新疆地区已有人类活动。在新石器时代，天山南北各地，诸如哈密的三道岭、七角井、吐鲁番盆地的阿斯塔那、乌鲁木齐县的柴窝堡，以及木垒、奇台、伊犁、库车、巴楚、且末、于阗、皮山等地都已出现人类祖先活动的遗迹，其石器形制、打刻技术以及共存的陶器色彩、花纹与中国甘肃、内蒙、宁夏等地相近。新疆出土距今3000年前的彩陶三角形纹、涡纹、弦纹的绘制和诸如陶豆一类器形，甘肃和内地彩陶艺术已影响到新疆彩陶文化艺术的发展。 共2张 历代新疆地图
中国古史中对于西域地理历史的真实具体记载当始自汉代，同样也在汉代，中央政府在西域各地开始设置地方政府机构。所以，自汉代起，西域便已是中国不可分割的组成部分。至西汉初年，天山南北各地社会经济已有很大发展。 出使西域的张骞
西汉王朝征服西域之大业是从讨伐匈奴开始的。匈奴是秦汉之际在中国北方草原地区活动的一个实力强盛的游牧民族，初弱，后强盛。汉朝对北方地区，包括西域的统一管辖，结束了该地区长期以来诸游牧部落不相统属的分割局面，为后来全国性的统一局面形成创造了条件。
汉武帝刘彻为了打败匈奴，巩固其统治，决定“通西域，以断匈奴右臂，隔绝南羌，月氏”。西汉建元元年（公元前138年），汉武帝派遣张骞出使西域，西汉政权与西域各城郭建立了联系，[161] 共同对付匈奴。汉武帝又命李广利于太初元年（公元前104年）、三年两伐大宛（在今中亚费尔干纳盆地），使西域的许多城国相继臣服于汉。太初三年（公元前102年），汉军攻破大宛城（今费尔干纳），汉朝在西域各国中的威望大增。翌年，汉朝在西域的轮台、渠犁等地驻兵屯田，并置使者校尉统领之。