9世纪中叶回鹘汗国灭亡后，其部众大部迁至新疆和中亚一带。这一地区位于“丝绸之路＂中段，地扼东西交通要冲，在东西方文明的交互影响下，经济、文化都比较发达。回鹘人来到这里后，在当地先进经济文化的影响下，逐渐由游牧生活过渡到定居的农业和城市生活，宗教信仰也由摩尼教而改奉佛教、伊斯兰教。经济生活和宗教信仰的变化，自然要引起作为上层建筑的文化的变化。由于所处地区和宗教信仰的不同，这一变化也不尽相同，一般来说，高昌回鹘文化带有浓厚的佛教文化色彩，而喀喇汗朝回鹘文化则打上了伊斯兰教文化的印。这里仅从几个主要方面对西迁后回鹘文化的新变化作些简单介绍。文字回鹘最初使用的是用卢尼字母拼写的突厥文。
西迁前不久开始在粟特摩尼教徒的影响下，创制以粟特文字母为基础的回鹘文。从回鹘西迁初期仍使用突厥文，以及汉文、梵文、粟特文、波斯文和叙利亚文等多种文字的情况来看，回鹘文的创制完成在西迁以后。10世纪以后，回的文已成为高昌回鹘的通用文字。喀喇汗朝的回鹘人在接受伊斯兰教以前使用的也是回鹘文。后来，随着伊斯兰教的深人和发展，阿拉伯文的使用日趋广泛，为了使回鹘文不被阿拉伯文所取代，回鹘人创制了阿拉伯文字母的新文字。伊斯兰教成为维吾尔族全民信仰的宗教后，这种文字也成为全民族统一使用的文字。文学最显著的变化是由口头创作进入书面文学的新时代，并出现了空前的繁荣，涌现了大批优秀文学作品。
这些作品题材广泛，内容丰富，有小说、散文、戏曲、诗歌、故事、民歌等等。由于宗教在回鹘人生活中地位的加强，这一时期的文学作品大多带有宗教（佛教、伊斯兰教）的烙印，具有浓厚的宗教色彩，如《佛教诗歌集》《弥勒会见经》《福乐智慧》、《萨图克·布格拉汗传》等等。艺术西迁前的回鹘人在绘画、雕塑和建筑艺术方面，几乎是一片空白。但西迁后他们很快就显示了自己的艺术天赋，在高昌兴建了大量摩尼教、佛教寺院、洞窟，绘制了精美的宗教壁画，为宗教典籍配制漂亮的插图，并学会了佛像雕塑。在长期的艺术实践中，回鹘艺术家们继承、吸收和融合以往各种流派的绘画、雕塑技巧，逐渐形成了具有民族特点的回鹘艺术风格，丰富了世界佛教文化艺术的宝库。
由于伊斯兰教对动物、人物绘画、雕塑的限制，喀喇汗朝的回鹘人把他们的艺术才华发挥到宗教建筑方面。他们引入阿拉伯建筑风格和艺术，并吸收其他民族的建筑艺术，形成本民族的建筑艺术特点，建造了一座座方体圆顶、拱形门窗式样的清真寺、麻扎等宗教建筑。这种建筑风格一直延续至今。历法回鹘人最初以12属相纪年。接受摩尼教后，因宗教活动的需要采用了七曜历。西迁后虽然放弃了摩尼教，但仍使用七曜历。不过对这种历法做了改进，每日除标有粟特语名称外，还标有汉语和突厥语。先写粟特语的七曜日名称，次写甲、乙、丙、丁等十干的汉字译音，再次写突厥语十ニ属之名，又以红字在每日之下记写木、火、土、金、水等五行的汉字译音，再加日曜和月曜，以配足七曜日之数。
这种将七曜历、干支纪年、十二生肖纪年和五行合为一体的历书，是高昌回鹘的一个创造。喀喇汗朝的回鹘人在接受伊斯兰教的同时，也接受了伊斯兰教的历法希吉拉历（我国旧称“回历”、“回回历”）。这种历法后来成为维吾尔族统一使用的历法。西迁后的回鹘人在自然科学和社会科学各领域都有长足的发展。如语言学方面，高昌回鹘有两种语言（汉语一回鹘语、梵语一回鹘语、古龟兹语回鹘语等）对照字书。喀喇汗朝有阿拉伯语注释突厥语的《突厥语大词典》等辞书。《突厥语大词典》中所附的一幅圆形地图，比较准确地描绘出作者当时所了解的世界。据学者研究，认为该图是流传到今天的最早最完整的中亚奥图，它表明当时回鹘人的地理学已达到很高的水平。
行省制度是元朝政府创设和推行的一种政治制度。它是在我国秦汉以来郡县制度的基础上进行的一次重大政治制度的改革，是我国封建中央集权制度的重大发展。“行省”是“行尚书省”或“行中书省”＂的简称，金代就已出现。不过那时只是由中央派出的代表尚书省行使权力的临时办事机构，与地方政权和行政区划没有什么关系。蒙古帝国时期，蒙古统治者将蒙古本部以外的征服地区划为三大行政区，即三大“行尚书省”:燕京等处行尚书省、别失八里等处行尚书省、阿姆河等处行尚书省。这时的行尚书省已具有后来所讲的行省的形式和意义。但正式把行省作为一种政治制度在全国推行，是在元朝。
元朝在统一全国的过程中，随着统治地域的扩大，为便于处理中央与地方事务，曾先后设立过不少行中书省，但多为临时机构，没有稳定的治所和辖区。元朝灭宋后，版图空前扩大，地域十分辽阔。为加强对全国的治理元朝政府在完善中央机构，加强中央集权的同时，在全国范围内设行中书省，作为地方一级的行政机构，代表中书省在地方上行使职权，将中央与地方行政机构有机地结合在一起，这就是元朝创设的行省制度。年（至元二十三年），行省制度正式在全国推行，除宣政院和大都护府直辖吐蕃、畏兀儿地区，以及诸王封地外，当时全国共划分为10个行省（后增至11个）。
各行省仿中书省建制，设丞相、平章等官以总揽地方政务。在蒙古划分三大行尚书省时，新疆就已划归别失八里等处行尚书省，成为祖国的一个行省了。元朝建立后，作为中国一个行省的新疆地区，虽然有阿勒泰等局部地区被叛乱的蒙古宗王海都、都哇等非法窃据，但绝大部分地区仍在元朝的直接控制之下。年前后，屡屡侵犯元朝控制地区的海都叛军，又突袭畏兀儿地区，与元军激战于别失八里（今吉木萨尔）。由于畏元儿人的支持，元军获胜。为防御海都叛军，加强对新疆地区的管理，元朝政府于年命皇子北平王那木罕镇守西北，建牙阿力麻里，命万户禁公直驻守别失八里，后又命丞相安童辅佐那木罕镇守西北。年，元朝又命阿只吉建牙于别失八里，兼辖天山南路畏兀儿、合刺火州及哈密等处屯成。
年，在高昌亦都护境内置北庭都护府。翌年，改提元儿断事官为北庭都护府。年，于伊犁设阿力麻里元帅府，统领天山北路。年，在别失八里、和州等处设宣慰司，分别统辖南北疆军政事务。后来在和闻又设了宣慰使元帅府。年，设别失八里元帅府，统领天山南路；在火州、曲先亦设元帅府，统领吐鲁番、哈密至玉门以东。以后，元朝政府又在新疆设置过西域卫亲军都指挥使司、北庭元帅府等机构。在天山南北的战略要地，如别失八里、阿力麻里、高昌、和闻、曲先（今库车）等地，元朝政府一直派有军队驻防。为加强对新疆的管辖，元朝政府在设置军政机构和派驻军队的同时，还采取了其他方面的一些措施。
如设置驿站，元代新疆的水、陆驿站遍及天山南北，并一直通往内地，既解决了军事情报的传递，又加强了同内地的联系；建交钞提举司、交钞库，以管理元朝货币在新疆的发行和流通；设提刑按察司，主理司法诉讼；设哈赞忽咱、哈剌火州总管府等，以加强户籍和财赋的管理。针对新疆长期遭受战乱，社会经济破坏严重的情况，元朝政府还采取了一些开发新疆的经济措施。如命令驻防各地的军队在当地电田，鼓励百姓显荒；设立治场，铸造农具；减免赋税，赈济饥民，给缺少耕牛、将种的农户分配耕牛、耔种；兴办手工业，等等。由于元朝设置军政机构对新疆实行了有效的管理，派驻军队抵制和防御了海都、都哇叛军的侵扰，并采取了发展经济的有效措施，因此，新疆虽然屡遭海都、都哇战乱的破坏，但元朝时期，新疆地区的农业、手工业和商业贸易等等，都有所发展。维吾尔文化更进入了一个空前繁荣的时期。