至1223年春，花剌子模的战事基本结束，成吉思汗将面临新的挑战：如何管理这片新征服的国土。相比中原宋金，以及中亚的西辽、花剌子模等，蒙古人明显是缺乏管理经验的，或者说这个马背上崛起的民族，更多的志趣在对外扩张和掠夺上，至于如何治理，显然没有太多的考虑。
蒙古人推行的是贵族集体管理制度，无论军国大事，还是帝国的继承人方面，所有参会的贵族都有发言权，这种制度在帝国肇始之初，的确能够集思广益，将集体利益绑在一起，使所有力量能够拧成一股绳。因此，蒙古人在欧亚大陆所向披靡，无敌于天下。
但是，扩张不能无限制进行下去，一旦扩张停止，内部矛盾就会激化凸显出来，或者说，内部的矛盾冲突削弱了蒙古人继续对外扩张的能力。
1222年至1223年，冬春之交时期，成吉思汗组织诸子、诸王和群臣展开了一场大规模的围猎活动，时间长达数月。成吉思汗想通过围猎活动，让长期征战的将士们放松一下。
蒙古勇士们弯弓纵马，欢呼雀跃，但成吉思汗的内心一直很沉重。长子术赤以生病为由，待在封国，自始至终没有露面。为了不让父汗太过于尴尬，术赤下令，将自己封国的野兽向成吉思汗的围猎场驱赶。
看见黑压压铺天盖地而来的野驴等猎物，成吉思汗反而没了兴致，觉得索然无味。
成吉思汗和术赤的父子关系一直很微妙，相互猜疑、提防。术赤无疑是个悲剧性人物，他的身上有太多谜，如同他的出生，他的死亡也是个谜。
当时有传言术赤装病，图谋不轨，引发成吉思汗的嫉恨。不过不久之后，术赤就去世了。成吉思汗所担心的诸子之争，在他有生之年总算没有出现。对于术赤的死因，历来有种种猜疑。有人说，成吉思汗为了蒙古帝国的稳定，对他下了毒手，使他中毒身亡，但这种说法缺乏有力的史料支撑。
令术赤欣慰的是，他有一个非常出色的儿子拔都。拔都在蒙古二次西征中，令西方诸国闻名颤抖，他将蒙古帝国的边疆推向更遥远的地方，不过所有这一切，术赤注定无法看到了。
1223年岁末，成吉思汗在撒马尔干度过了在花剌子模的最后一个冬天，正式颁诏，宣布东归。
关于成吉思汗启程东归的时间，各种史书有不同记载，有1223年、1224年，1225年三种说法，经过各种考证，笔者更倾向于1224年。
1224年春，成吉思汗正式启程东归，为防止花剌子模王室死灰复燃，并让花剌子模人彻底断了复国的念头，他下令摩诃末的母亲秃儿罕哈敦、嫔妃及近亲都随蒙古大军同行。
秃儿罕哈敦别离故国之际，回望撒马尔干城阙，纵是万般不舍，又能如何，唯有相拥号啕大哭，于步步回头中踏上东行的漫漫之路，去遥远而又陌生的东方，最终死在蒙古草原。
1224年夏季，成吉思汗在也儿的石河消暑。天气变凉之后，再次启程东归。当年秋，东归至叶密立河，拖雷的两个儿子，十岁的忽必烈和八岁的旭烈兀前来迎接。
成吉思汗亲自为两位孙子主持了初猎仪式，这是每个蒙古男子相当重要的典礼。成吉思汗估计没料到，眼前这两张稚嫩的面孔，将来一个会开创中原的大元王朝，另一个将在西亚建立伊利汗国。
在东归的路上，成吉思汗利用这段难得的清闲时光，开始整理完善札撒（蒙古法律），构建相关制度。对蒙古帝国影响至深的分封制度，也是在此时构思完成。成吉思汗的分封总体上是两大部分，大汗汗廷东部分给诸弟，汗廷西部分给诸子。东部诸弟的分封在西征之前已经完成，他们被称作东道诸王，或者左手诸王。
东归途中分封的主要是由孛儿帖所出的嫡系诸王，即术赤、察合台、窝阔台、拖雷四人，他们被称作西道诸王，或右手诸王。成吉思汗规定，他的汗位必须在西道诸王中产生，任何人不得违背。这次分封基本奠定了未来蒙古帝国的雏形。
诸子封地被称作兀鲁思（出自畏吾儿语，意为国家、人民）。分封具体情况大致如下：
额尔齐斯河以西、花剌子模以北为长子术赤的封国，斡尔朵（行宫驻地）设额尔齐斯河流域，并说在西方，凡是蒙古人马蹄所至地方皆归术赤。后来经过术赤儿子拔都西征之后，扩展到斡罗斯钦察草原，高加索地区、保加尔等地，建立钦察汗国（亦称作金帐汗国，因汗廷帐篷呈金色，故名）。
钦察汗国全盛之时，疆域东起额尔齐斯河，西至第聂伯河，南起巴尔喀什湖、里海、黑海，包括北高加索及花剌子模北部和锡尔河下游地区，北濒北极圈，以伏尔加河下游萨莱城（今俄罗斯阿斯特拉罕附近）为都城，斡罗斯诸公国为钦察汗国藩属。
后来，拔都将位于今天哈萨克斯坦一带封给兄长斡儿答，建立白帐汗国。白帐汗国表面上从属于金帐汗国，实际独立自主，金帐汗国根本无力干预其内政。
次子察合台的封国基本上是西辽故土，领土包括天山南北及阿姆河与锡尔河之间的河中地区，建都阿力麻里（今新疆霍城县）虎牙思。成吉思汗死后，窝阔台继承大汗宝座。在窝阔台被选为继承人的过程中，察合台首先挑头支持，所以太宗（窝阔台死后的追谥）时期，察合台汗国风光一时，窝阔台对他这位二哥尊崇有加，军国大事必征求他的意见，两人取得一致后，才颁布执行。
蒙古大汗由窝阔台系转移到拖雷一脉后，察合台汗国追随窝阔台系，对抗蒙哥汗，被剥夺河中府，交给拔都。在阿鲁忽汗时期，又一度占领了河中府，重振察合台汗国。此后，察合台汗国参与忽必烈和阿里不哥大汗之争，与大元帝国之间矛盾重重，至元成宗之际，迫于压力，被迫再度承认大元皇帝为蒙古大汗。
察合台汗国也是内讧不断，表面原因是继承人引发的斗争，实际上是随着蒙古贵族在河中地区日久，围绕本土化还是坚守蒙古传统引发的纷争。
一部分人久居都市，放弃蒙古人传统的游牧生活习惯，开始突厥化，后来干脆放弃蒙古的萨满信仰，改奉伊斯兰教，这种趋势以不可逆转的方式变为汗国的主流，直到察合台汗国的汗王都改奉伊斯兰教为止。另一部分人则希望坚守蒙古人的传统，保留原有的游牧生活习惯和萨满信仰。1321年，察合台汗国东西分裂，西部称作马维兰纳儿，东部称作蒙兀儿斯坦。
三子窝阔台得到乃蛮部故地和部分西辽土地，即额尔齐斯河上游和巴尔喀什湖以东地区。建都也迷里城（今新疆额敏县），称作窝阔台汗国。
窝阔台汗国面积狭小，存在时间也最短，前后不过八十余年。窝阔台被成吉思汗指定为大汗继承人，理论上，他拥有整个蒙古帝国，但封地不过是驻跸之地。
窝阔台继承大汗之位后，将也迷里封给长子贵由，将河西地区封给次子阔端。窝阔台死后，贵由继位。贵由没几年便死去，大汗之位被拖雷儿子蒙哥夺取。
自此以后，蒙古大汗世代被拖雷一支继承，窝阔台系受到不断打压，窝阔台诸子除阔端外，大多数被剥夺封地，贬斥流放。
及忽必烈和阿里不哥争位之际，窝阔台孙子海都（合失之子）支持阿里不哥，据也迷里发动叛乱。
海都想夺回窝阔台系的大汗宝座。得到钦察汗国、察合台汗国的支持后，他一度攻到蒙古帝国都城哈拉和林（今蒙古国境内），对大汗汗廷构成威胁，忽必烈多次反击，但海都都成功逃脱。直到元成宗之时，元廷才将海都击溃。海都死于军中，其子察八儿归顺，海都之乱才算结束。
察八儿虽然归顺，但犹不甘心，后又起兵反叛，趁着察合台汗国内乱之际，攻击察合台汗国，最终兵败，只好再次归顺元朝。窝阔台汗国之地被察合台和元朝瓜分，自此不复存在。
按照蒙古人幼子守灶传统，拖雷继承了成吉思汗在漠北及漠南的土地，至拖雷长子蒙哥从窝阔台系夺得帝国大汗宝座后，皆由拖雷一脉继承大汗宝座。
蒙哥死后，拖雷二子忽必烈和四子阿里不哥争位，最后忽必烈胜出，开创了大元帝国，在蒙古贵族内部引起了很大争议，自此帝国分裂。
除了元成宗时，其他几个汗国一度被迫承认元廷为宗主国外，大多数时期都是各自为政的独立汗国，元朝无力干预其内政，元朝皇帝也将主要精力放在经营汉地上，满足于做中原天子。不过名义上，元朝皇帝一直兼任蒙古帝国的大汗。
一般史学界，将成吉思汗四个嫡子建立的钦察汗国、察合台汗国、窝阔台汗国、大元帝国称作蒙古帝国的四大汗国。不过，另外还有一个版本，即视大元帝国为蒙古诸汗国之宗主国，而将拖雷三子旭烈兀在波斯、伊拉克一带建立的伊利汗国（或称作伊尔汗国）列入四大汗国。
顺便交代一下伊利汗国。成吉思汗西征东归后，札兰丁一度在花剌子模非常活跃，收复了不少土地，壮志踌躇，做着复国春秋梦。1231年，窝阔台汗遣大将搠里蛮统诸部军三万再次西征，彻底粉碎了札兰丁的复国梦，使其没多久身死国灭。
1252年，蒙哥汗命三弟旭烈兀发动蒙古第三次西征（拔都发动的「长子西征」为第二次），先后用数年时间攻占了祃拶答而（今伊朗马赞德兰省）诸山城的「木剌夷国」，攻陷了巴格达，灭阿拉伯帝国阿拔斯王朝（即我国史书中的黑衣大食），紧接着，攻入叙利亚。
旭烈兀在西方战场一路凯歌之时，1259年春，从东方战场传来消息，蒙古大汗蒙哥亲征南宋之时，在四川钓鱼城被宋军击伤后去世。旭烈兀便命怯的不花继续征战，自己带领人马退回波斯，准备返回蒙古奔丧。
旭烈兀离开后，怯的不花军派遣使者入埃及，劝埃及苏丹忽秃思投降，遭到拒绝，并将使者斩首。忽秃思以伊斯兰圣战名义传檄北非诸部，共纠集十二万大军，在阿音扎鲁特（在今巴勒斯坦境内）迎战蒙古人，此战蒙古人全军覆灭，被驱逐出叙利亚，蒙古西征之路自此戛然而止。
旭烈兀本打算东归，得知忽必烈和阿里不哥争位，便停下脚步，遣使表示支持忽必烈。忽必烈遂将波斯之地分封给旭烈兀，伊利汗国随即成立。
伊利汗国疆域东起阿姆河和印度河，西至埃及，南抵波斯湾，北至高加索山，建都蔑剌哈（今伊朗东阿塞拜疆省马腊格）。伊利汗国与大元帝国一直保持友好关系，但与北方钦察汗国长期陷入领土纷争。
1335年，伊利汗国内部分裂，钦察汗国趁机攻入大不里士，伊利汗努失儿下落不明，此后汗国内部四分五裂，名存实亡，直到被帖木儿帝国所灭。
这些后事，成吉思汗是没法预料到。
经过漫长旅程之后，终于在1225年春天来临之时，蒙古西征大军回到了阔别数载的蒙古草原。从1119年踏上西征之路算起，已经整整过去了七个年头。
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