元明时期，新疆地区各民族进一步融合，蒙古人尤其是察合台汗国的蒙古人基本和畏兀儿人融为一体，为畏兀儿补充了新鲜血液。

 1347年，察合台的后裔秃黑鲁帖木儿在阿克苏被拥立为汗，建立了东察合台汗国。秃黑鲁帖木儿即位后接受伊斯兰教，并在王公贵族中推行。此后，在东察合台汗国统治者高压下，大量蒙古人都改信了伊斯兰教。经过百年发展，东察合台汗国蒙古人从游牧走向定居，后大都融合于畏兀儿人之中。

元明时期，在新疆地区生活的大量汉人、契丹人、女真人、党项人等，由于长期间居杂处，也逐步融入到蒙古人、畏兀儿人中去了。