从蒙哥即位时起，蒙古王朝的政权已经转移到拖雷系的手里，而建立元朝的则是忽必烈。忽必烈确实是元朝一个很重要的人物。在窝阔台的儿子元定宗贵由时代，忽必烈还住在漠北，尚未掌握大权，他自己的份地在邢台。他虽然还只是一个宗王，可是已经注意到汉地封建制度的重要性了，于是派人到内地寻访儒者，特别是到他的份地——邢台来找儒者。过去，儒者是很不受重视的，被俘以后往往被迫充当奴隶。这时，忽必烈找了一批儒者去漠北讲授封建统治的办法，当时称为“访问治道”。当时去漠北的有张德辉、徐世隆等（张德辉写过一篇《岭北纪行》），忽必烈十分重视他们的意见。忽必烈很早就意识到在汉地只有用汉法才能统治汉人、剥削汉人。蒙哥即位后，把漠南整个汉地交给忽必烈管理，因为他对汉地的情况最清楚。1252年忽必烈受命征大理。1254年班师北归，住在内蒙古多伦西北。他在草原地区和农业地区的边缘地方建筑了一个城市——开平府，来监督汉地的人民。这个地方是统治中原地区的中心，而和林则是当时大蒙古国的首都。蒙哥死后，忽必烈夺取了政权，从开平迁到北京。这就是说，政权中心不再在漠北的和林，也不在农业和畜牧业地区交界的开平，而是在辽、金朝统治北中国时的北京，当时称为大都。忽必烈兄弟四人，蒙哥死后，帝位应该由谁继承呢？他的三弟旭烈兀当时被派到波斯，一直打到埃及边境，领地从阿富汗直到地中海，地域辽阔，因此不需要再回中原争夺皇位了。争夺中原地区的是他的四弟阿里不哥。按照蒙古的传统惯例，最小的儿子要守祖业，住在和林。因此阿里不哥便自立于漠北。忽必烈依靠汉族武装地主的子弟和地主阶级知识分子来打阿里不哥。从经济力量来看，阿里不哥就不可能取得胜利。忽必烈利用了汉地的人力、物力，从内地运去了许多衣服鞋帽供应士兵，很快就把阿里不哥的势力消灭了。政权统一后，和林对汉地来说太靠北了，于是忽必烈干脆把它放弃，把政治中心搬到了北京。
此后，才是忽必烈真正实行汉化的时代。当时的许多儒生如许衡、郝经等人，上书说北方民族到中原来，如果不采用汉族的封建统治方法，要想使这个政权维持下去是不可能的。必须像北魏孝文帝拓跋宏那样统治汉人。忽必烈接受了汉族“儒者”的意见，在中原建立了一套统治制度。当时帮助忽必烈建立制度的读书人，都是金朝的官僚地主，“亡国大夫”，因此，元朝的制度大都是采用金制，稍加变通。在官制方面，中央行政设中书省，军政设枢密院，监察设御史台。地方行政，金朝原设十四总管府、五京（东、西、南、北、中）共十九路。元朝的二级行政区也是路。不过金朝的路要大一些，元朝的小一些。中央设中书省，到哪里去打仗，就在哪里设行中书省；战争结束了，行中书省也就取消了。后来逐渐成为常设机构，先后共设立了十一个行省。蒙古原来没有国号，1271年才开始有国号，称为大元；以前始终称大蒙古国。
在元朝，军权掌握在蒙古人手里，军队数目绝对不让汉人知道。有人说：蒙古人在汉地实行社疃制度，每个社疃驻有一家蒙古人以管理汉人。其实，这是不可能的，因为蒙古人太少，汉人那样多，如果这样设立，根本就找不到那么多蒙古贵族。查看一下《至正金陵新志》《至顺镇江志》等书的户口，就可知道。枢密院里掌握军权的官吏绝对不能由汉人担任。西方人如阿速人、俄罗斯人、钦察人到中原来，则由他们本民族的人领导。在地方政权上，每县设立一个达鲁花赤，即掌印官，由蒙古人担任。达鲁花赤什么事情都管，汉人实际上不掌握政权，蒙古人不够委派了，就用色目人。蒙古军队总共有十多万人。到内地来的蒙古人数量无法查考。根据明末努尔哈赤给林丹汗的信，传说元朝蒙古人到中原来的约有四十万人。这正和大英帝国一样，本国只有四千万人，即使全部派遣到殖民地去做官还不够，因此必须依靠殖民地的上层统治阶级。蒙古人也是如此，如果政权都由自己掌握，人力便不够，因此必须用汉人、色目人，但是军权不能轻易交出。一般官职用汉人，财政则由西域商人掌握。
忽必烈每年冬季住在北京，4月至9月住在开平。北京是统治汉族农业地区的都城，开平是统治北方少数民族游牧地区的都城。这时候，西北几个藩王都已先后地方化了，都不听从忽必烈的命令，于是出现了东道诸王、西道诸王反对忽必烈的战争。东道诸王是成吉思汗几个兄弟的后裔，西道诸王是成吉思汗几个儿子的后裔。他们认为：忽必烈不应该废弃蒙古祖先传统的统治方法，而去采用汉族的统治方法，因为汉族是被征服民族。他们以此作为借口，实际上是阿里不哥等人要和忽必烈争夺统治中原的王位。中原地方人口众多，物产丰富，谁取得这个地方，谁的政权就可以得到巩固。忽必烈攻打武汉时，阿里不哥就派人到中原搜刮。从这里可以看出，阿里不哥名义上是反对忽必烈采用汉法，实际上是想争夺中原地方。
忽必烈时代的历史，从他做皇帝以后，大体上可分为两个阶段：第一个阶段是从1260年掌握政权到1279年灭南宋；第二个阶段是从1279年南宋灭亡直到忽必烈去世。
忽必烈时代和大蒙古国时代大不相同。以前的领土，西到东欧，东到太平洋。忽必烈即位后，西北的几个藩王不听从他的指挥，都先后独立，中原对那里的统治松懈了。忽必烈变成了汉地的皇帝，成为中国的皇帝。在打败阿里不哥以后，政权得到巩固，忽必烈便对西方采取守势，主要的目标是灭南宋。