塔吉克族。主要分布于今新疆西南部，其活动中心在塔什库尔干一带。汉唐时期，因其建立蹦盘陀政权，被称为盘陀人，曾隶属于中原王朝统一管辖。宋元及其以后，先后受喀喇汗朝、西辽、蒙古帝国、察合台汗国、叶尔羌汗国的统治，称为色勒库尔人。清朝政府统一新疆后，设色勒库尔五品阿奇木伯克等，管理地方事务，受叶尔羌办事大臣直接管辖。语言属印欧语系伊朗语族。
汉族。从西汉时期始，大批汉族人相继进入西域，魏晋南北朝时期主要聚居在楼兰、高昌。唐代聚居在伊、西、庭三州及四镇之地。后来，大批汉族人被融合于当地民族之中。清朝统一全国后，新疆汉族人口大量增加，成为农业开发的生力军。主要分布在巴里坤、木垒、奇台、乌鲁木齐、昌吉、玛纳斯、伊犁地区。随着屯垦事业扩大，内地民众陆续迁往南疆各地，喀喇沙尔(今焉耆)、吐鲁番、哈密、和田等地，汉人逐渐增多。至清末，汉族已分布在全疆各地。
回族。清代称新疆的回族为“汉回”。清代前期，因屯垦、被遣送等到新疆的回族居民主要分布在北疆乌鲁木齐、昌吉、米泉等地，经商者也到南疆叶尔羌(今莎车)、喀什、阿克苏、库车等地。1877年清朝平定阿古柏后，回族被安排在喀喇沙尔，使喀喇沙尔成为回族聚居区之一。至清末，回族已遍布全疆各地。
满族、达斡尔族、锡伯族。清代由内地迁入新疆。满族，从清朝用兵新疆起，就不断有满族人进入新疆，包括官员、驻防军队、家属及屯垦人员等。锡伯族、达斡尔族，原居住在我国东北地区。1764年，清政府从东北调遣锡伯营、索伦营到新疆伊犁、塔城一带驻防。辛亥革命以后，满营、索伦营、锡伯营官兵退伍为民，形成新疆的满族、锡伯族、索伦族，主要分布于伊犁、塔城、乌鲁木齐、古城(今奇台)等地。1953年改索伦族为达斡尔族。乌孜别克族、塔塔尔族、俄罗斯族，是清代从外国迁入新疆的。
18世纪初，乌孜别克人在中亚费尔干纳盆地建立浩罕汗国。1759年，浩罕首领额尔德尼向清朝将领兆惠奉表称臣，成为清朝藩属。乌孜别克人到新疆经商，被称为“安集延人”，他们积聚财富，自置产业，有的承种地亩或自行开垦，娶妻生子，成为土著，分布在南疆各地。1864年，浩罕军官阿古柏入侵新疆，建立“哲德沙尔”侵略政权。浩罕人相继进入新疆，阿古柏政权灭亡以后，大部分滞留在了新疆。先后进入新疆的“安集延人”、“浩罕人”形成了我国的乌孜别克族。
19世纪中叶，随着俄国对中国西北地区的侵略扩张，俄罗斯人相继进入新疆。俄国十月革命以后，有更多的俄罗斯人进入新疆定居，并形成一个民族，被称为“归化族”，主要分布在伊犁、塔城、乌鲁木齐等地。中华人民共和国成立以后，定名为俄罗斯族。
塔塔尔族。史称“鞑靼”。蒙古强盛时，随蒙古大军西征欧洲，至伏尔加河流域，15世纪中叶建立喀山汗国，1552年被俄罗斯征服。19世纪中叶，随着大批俄罗斯商人和移民进入新疆，不少塔塔尔人也迁至伊犁、塔城和乌鲁木齐等地区，形成居住在新疆的塔塔尔族。清朝末年，新疆13个主要民族及其分布格局最终形成，这是新疆各民族历史长期发展的结果。
塔城各族人民的抗俄斗争
1851年8月6日，沙俄政府强迫清朝政府签订了新疆近代史上第一个不平等条约，即《中俄伊犁、塔城通商章程》。俄罗斯商人利用此章程，在伊犁、塔尔巴哈台(今塔城)建造贸易圈。名为贸易圈，实为沙俄建在新疆境内的侵略据点。
雅尔噶图金矿在新疆境内，位于塔城西南，因雅尔噶图山得名。此矿早已由塔城一带的人开采。1853年9月(清咸丰三年八月)，原任塔尔巴哈台参赞大臣丰绅遵照户部的安排，动员当地民众广为开采，并给予经费资助。沙俄侵略者对雅尔噶图金矿垂涎三尺，他们擅自派人到雅尔噶图，无端制造金矿主权纠纷。硬把雅尔噶图金矿的主权说成是他们的，毫无道理地干涉中国矿工开采金矿。
1854年9月，沙俄再次行文伊犁将军，再次否认中国拥有雅尔噶图主权，执意要将挖金之人全部撤走。矿工均为塔城回、汉等各族人民，他们没有屈服，为捍卫祖国的主权，继续坚持进山开采金矿。沙俄侵略者对坚持采金的矿工以及当地民众进行血腥镇压，手段极其残忍。1855年
2月，近800名沙俄暴徒扑向雅尔噶图金矿，惨杀民众200余名。侵略者的暴行激怒了塔城各族人民，他们决心为维护祖国的主权而斗争，为死难的同胞报仇雪恨。雅尔噶图金矿的矿工们自动组织起来，推选出安玉贤、徐天尧等为领头人，与侵略者斗争。但矿工们的正义斗争不仅受到侵略者的镇压，还受到清朝官员萨碧屯之流的刁难。
1855年6月，塔城各族人民在徐天尧、安玉贤等人的统领下，聚集到沙俄贸易圈附近，向沙俄示威，抗议暴徒残酷杀害中国人民，要求交出杀人凶手。沙俄侵略者一个个躲到贸易圈内不敢出来与示威群众见面。此时此刻，清朝官员又一次充当了侵略者的帮凶，他们派兵驱散了示威的群众。8月26日，塔城各族人民又汇聚在二起，五六百人共同声讨侵略者的滔天罪行，他们再次聚集在沙俄贸易圈周围。夜晚四更时分，安玉贤等人用苇子将草堆点燃，风助火势，越烧越旺，贸易圈内的房屋、存货均被烈火吞没。沙俄头目塔塔林诺夫及其同伙吓得魂不附体，狼狈逃窜，犹如丧家之犬，逃回巴克图。这就是新疆近代史上充分展现中华民族英雄气概的火烧沙俄塔城贸易圈的壮举。这次斗争，为新疆近代史写下了极其光辉的一页，它沉重打击了沙俄侵略者的嚣张气焰，大长了中国人民的志气。
13世纪初，铁木真统一大漠南北蒙古各部，被举为大汗，称成吉思汗，建立蒙古汗国。成吉思汗在完成蒙古地区统一以后，便向西发展，逐步占领今新疆及与其相邻的中亚地区。
1207年，成吉思汗任命使臣到谦河(今叶尼塞河下游)一带招抚了乞儿吉思部，接着又命其长子术赤率军征讨“林木中百姓”，活动于谦河一带的斡亦刺部、秃巴思部，以及活动于贝加尔湖周围的不里牙惕、巴尔忽等部，均归附蒙古大汗。于是，蒙古的西南部开始与高昌回鹘王国边界接壤。1211年，高昌回鹘亦都护巴尔术阿尔忒的斤朝觐成吉思汗。成吉思汗将亲生女阿勒可敦许配给这位亦都护。巴尔术阿尔忒的斤亦率所属万人随成吉思汗西征。从此，高昌回鹘王国成为蒙古帝国的属部。1217年，成吉思汗令速不台、哲别各率军两万，征讨屈出律。蒙古军队利用屈出律同各个阶层及各族人民的矛盾，迅速取得胜利，进围西辽都城虎思斡耳朵。屈出律弃城南逃，最终在瓦罕走廊东部山区被杀，西辽灭亡，属地尽入蒙古。至此，蒙古政权将其统治区域从蒙古草原扩大到了今新疆和巴尔喀什湖以东以南的广大地区。成吉思汗西征历时七年，蒙古骑兵驰骋于中亚、西南亚的东部及里海周围的欧洲地区，花刺子模王国被彻底消灭，成吉思汗成为东起蒙古草原、西达第聂伯河这一广袤土地的统治者。
1225年，成吉思汗将其西征所得土地分授给三个儿子统辖：长子术赤统辖宽田吉思海(今里海)以北及原花刺子模王国的领土；次子察合台统辖东至伊犁河流域，包括焉耆以西地区，西至阿姆河流域的土地；三子窝阔台统辖准噶尔盆地北部，包括今塔城、阿勒泰地区和蒙古的西部。由于高昌亦都护最先降附蒙古，因此受到特别优待，允许保留自己的领地。1227年，成吉思汗死，窝阔台及其子贵由先后继任为大汗。1251年，蒙哥被推举为大汗。蒙哥汗在西域设立了别失八里和阿姆河等处行尚书省，以加强行政管理。他任命亲信纳怀、塔刺海、麻速忽(即马思忽惕)等为别失八里等处行尚书省事，以管辖今新疆及巴尔喀什湖以东以南的广大地区；任命阿儿浑为阿姆河等处行尚书省事，以管辖河中地区，还任命维吾尔人帖哥术探花爱忽赤管辖哈密、库车等地。1260年，忽必烈在开平(今内蒙古多伦北)被推举为大汗。当时，其弟阿里不哥驻守和林，也自称大汗。兄弟之间为争夺汗位而展开激烈的斗争，也影响到新疆和中亚地区，双方都欲借助察合台汗国控制的土地和人口取得优势。1264年，忽必烈降服阿里不哥。1279年灭南宋，元朝，统一了全国。
忽必烈采取措施对西北诸王加强控制，他诏令窝阔台后裔海都入觐，把察合台后裔八刺派往察合台领地，控制当地形势。海都拒不入朝，并于1269年在塔拉斯河谷召集西北蒙古诸王大会，以保持游牧生活与蒙古习俗为口号，反对忽必烈。他们南侵畏兀儿之地，甚至越过阿尔泰山向东侵犯哈喇和林。忽必烈为防御海都叛军，于
1267年命皇子那木罕统军镇守阿力麻里，命綦公直驻守别失八里。1281年，改畏吾断事官为北庭都护府，在别失八里、火州(和州)、兀丹(和阗)等地设宣慰司。1295年，元朝政府又设立北庭都元帅府、曲先塔林都元帅府，以加强对新疆地区的管理。
蒙古的西下及其对西域和中亚等地区的统治，导致了这一时期的民族大迁徙和大融合。成吉思汗西征时，其军队中有大量征发来的女真人、契丹人、汉人、畏兀儿人和西夏人，其中不少成为驻守当地的军官和政府官吏。为防御西北诸王的反叛和解决驻军后勤供应问题，元世祖忽必烈灭宋以后，把大量的汉军、新附军和农民、工匠征发到西北，在别失八里、斡端(今和田)、哈迷里(今哈密)屯田，并置冶场，鼓铸农具、兵器等。在民族迁徙中，不仅有从蒙古草原和中原等地区迁往新疆和中亚地区的各族移民，而且有不少新疆和中亚地区的居民迁往内地。在成吉思汗西征时期，攻克每一个大城市之后，几乎都要将大批工匠、居民编入军队，签发到东方，这些工匠艺人大部分迁入从河西一直到中原的广大地区。元朝建立以后，有不少畏兀儿人在中央和地政府中任职，有些则是著名的科学家、家和艺术家。
蒙古的西下及其对新疆和中亚地区的统治，使各民族之间有了更广泛、更密切的接触，从而产生了民族间的同化、融合，导致了一些新民族的形成。回族、哈萨克族、乌孜别克族，以及近代维吾尔族的形成，都与蒙古族在新疆和中亚地区的活动有密切关系。蒙古的统治将各民族熔铸于一炉，客观上对加强各民族间的经济、文化交流，为进一步发展经济、文化创造了条件。
辛亥革命前后新疆各族人民的反帝爱国斗争，19世纪末至20世纪初，帝国主义进一步扩大对新疆的侵略，涉及到政治、经济、军事、文化等各个领域。新疆各族人民的反帝爱国斗争从未停息过，南疆策勒村人民的抗俄斗争就是最典型的例子。
居住在南疆策勒村(当时属于阗县)的沙俄商人色依提阿吉一贯欺压人民，1912年6月16日，又因霸占水利、毒打群众，激起民愤。村民在苏朴尔格带领下与之斗争。6月24日，喀什参将熊高升奉命去处置，色依提阿吉竟然指使人开枪打死熊的部下及其群众多人。策勒村人民愤怒了，他们奋起反击，烧其住宅，击毙沙俄侵略者及其爪牙数十人，色依提阿吉仓皇出逃。这就是震惊中外的“策勒村事件”。尽管袁世凯政府屈服于沙俄的淫威，屈辱地处理了这一事件，但策勒村人民的反帝爱国精神却永远载入了史册。
在反侵略斗争中，涌现出了许多杰出人物。如：塔吉克族英雄库尔察克为保卫家园，在与浩罕入侵者的战斗中壮烈牺牲；哈萨克族抗俄英雄塔扎别克率部回归祖国，与沙俄侵略者进行了殊死搏斗；藏传佛教活佛棍噶扎拉参在阿勒泰大义凛然，愤怒谴责沙俄入侵者；南疆维吾尔族村民苏朴尔格等，在策勒村事件中勇斗沙俄侵略者及其走狗，不屈不挠。他们的英雄事迹，永远激励着新疆各族人民。
由于阿古柏入侵新疆，造成了我国西北边疆的严重危机。沙俄乘机而入，出兵强占我国伊犁，并将其势力向新疆各地浸透，使危机急剧加深。伊犁各族人民不甘屈服，与侵略者进行了殊死搏斗。他们坚持抵抗了50多个日日夜夜，为保卫祖国的领土主权流血牺牲，付出了沉重的代价。
伊犁是新疆最富饶的地区之一。山河壮丽，资源富足，有优美的草场发展牧业，有肥沃的土壤、充足的水资源，宜于农业。1884年新疆建省之前，伊犁是新疆的政治、经济中心，伊犁将军统辖全疆。
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