蒙古自從成吉思汗起，就一直沒有年號，直到蒙哥繼位。中統元年（1260年）五月，忽必烈宣布建元“中統”，開始采用中國傳統的王朝年號紀年。至元元年（1264年）八月，忽必烈改年號“至元”，國號“大元”。
蒙古的習俗是每統一一個地方後馬上踏上對外征服的道路，采用的是軍政合一的體製，但蒙古一直沒有完備的官僚機構和法律製度。忽必烈即位後，根據當時的實際情況，命漢儒建立了完備的國家機構。
忽必烈統治時期，蒙古諸王都擁有很大的權勢，各自在自己的封地內割據一方。忽必烈憑借漢地藩國的軍事、經濟力量奪得汗位，他就成了宗藩的最大受益者。忽必烈對這一問題的認識非常清醒。
忽必烈繼位後，大規模削藩，打破了蒙古黃金家族平均共權的舊俗，建立了大汗至高無上的皇權製。至元七年（1270年），忽必烈設置了吉利吉思等五部斷事官，代表元廷直接管轄阿裏不哥的領地。忽必烈通過定軍籍、建都府、解重兵等形式，削奪了諸王手中的軍權。
與此同時，忽必烈聽從漢儒的建議，采取了“以農桑為急務”的施政方針，在全國範圍內大力恢複與發展農業生產，並專門設立了管理農業生產的官僚機構。忽必烈嚴格限製蒙古牧場侵占農田，嚴禁牲畜損壞莊稼，命鎮戍軍士在軍事空閑時間開荒屯田。他實施的屯田政策不但使大片長期無人種植的荒地得到了開墾，而且減輕了百姓的負擔，推動了農業生產的發展。
至元二十四年（1287年），忽必烈下詔在全國範圍內頒行《農桑輯要》。忽必烈實行的一係列勸農政策，使中原、江南地區的農業生產均得到了恢複和發展，為元朝的繁榮奠定了堅實的基礎。
忽必烈一方麵推行漢法，一方麵為了取得蒙古貴族們的支持，保留了一些蒙古舊製，例如采邑製、蓄奴製等等。
忽必烈在統一全國後，為了保持蒙古的最高統治權，維護蒙古人的特殊利益，實施了民族分化政策。他將全國人分為四等；蒙古人是第一等，稱為“自家骨肉”；色目人是第二等；漢人是第三等；南人（最後被元朝征服的南宋百姓）是第四等。
忽必烈仍有蒙古貴族的舊思想，至元三年至至元十年（1266年—1273年）期間，忽必烈為了能夠宣威海外，多次派使命者日本臣服，均被日本拒絕。忽必烈被多年的勝利衝昏了頭腦，早已目空一切，不可一世了，他不能容忍日本的拒絕。忽必烈於至元十一年（1274年）、至元十八年（1281年），先後兩次派蒙古軍大舉入侵日本，但最終都以失敗告終。對於不肯投降的安南（越南），忽必烈兩次派蒙古兵入侵，但最終都在安南人的頑強抵抗下以失敗告終。忽必烈晚年窮兵黷武，崇信僧道，給百姓們帶來了沉重的經濟和生活負擔。
1294年，忽必烈病逝，廟號“世祖”。自此，元朝開始走下坡路。
金朝末年，國勢衰微，西夏趁虛而入，女魯歡肩負起了抵禦西夏的重任。蒙古大軍席卷金國的時候，女魯歡保衛歸德，取得了勝利。後來，官奴叛亂，殺死了女魯歡。女魯歡死後不久，金朝也滅亡了。