В начале VIII века фанатические арабы внесли в Туркестан ислам. Но ни религия Магомета ни арабская культура не уничтожили среди тюркского племени персидского национального духа. Лица персидского происхождения зачастую бывали правителями в Багдадском калифате. Возникшие города: Бухара, Самарканд, Балх, Меру, Нишапур, имевшие около миллиона жителей, сделались центрами науки и искусства, торговли и промышленности и познакомились с греческою культурою. Бухара сделалась центром всемирной торговли. Обработка почвы усилилась до необыкновенных размеров; устроено было множество каналов и водохранилищ. В одном Нишапурском округе насчитывалось до 12 тысяч каналов. Громадные библиотеки способствовали занятиям науками. Высшие училища и обсерватории Бухары и Самарканда, благодаря хорошим дорогам и правильному почтовому сообщению посредством курьеров, выходивших каждые десять дней из всех значительных городов, вошли в сношения с учеными учреждениями Багдада, Дамаска и Александрии.
В 1269 году по Туркестану проехал знаменитый итальянский путешественник Марко-Поло, и составил весьма интересное описание своего восточного путешествия. Он проехал и по Памиру, вдоль которого дорога тянулась 12 дней, и не встретил ни одного жилища. Марко-Поло ехал уже после того, как Чингиз-хан со своими монголами завоевал страну и оставил монгольское государство своим наследникам, очень скоро утерявшим его, и которое досталось потом новому завоевателю, родившемуся в Фергане. Тимур или Тамерлан возвысился, служа начальником татарских орд, рассеянных со времени Чингиз-хана по всему Туркестану.
Тимур, предводительствуя татарскими ордами, нес с собою такое опустошение, что после него цветущие округа превращались в пустыни и не слышно было ни человеческого говора, ни детского плача, ни собачьего лая, ни петушиного крика. Сделавшись верховным ханом, Тимур стал заботиться об улучшении ремесел и о развитии торговли. По всем владениям Тимура тянулись дороги, устроено было почтовое сообщение, — через каждый день пути были учреждены станции с сотнями лошадей, у станций в безводных местах проведена была вода, иногда в подземных трубах. Столицей своей Тамерлан сделал Самарканд, и народ да сих пор ходит поклониться его могиле.