至1223年春，花剌子模的戰事基本結束，成吉思汗將面臨新的挑戰：如何管理這片新征服的國土。相比中原宋金，以及中亞的西遼、花剌子模等，蒙古人明顯是缺乏管理經驗的，或者說這個馬背上崛起的民族，更多的志趣在對外擴張和掠奪上，至於如何治理，顯然沒有太多的考慮。蒙古人推行的是貴族集體管理制度，無論軍國大事，還是帝國的繼承人方面，所有參會的貴族都有發言權，這種制度在帝國肇始之初，的確能夠集思廣益，將集體利益綁在一起，使所有力量能夠擰成一股繩。因此，蒙古人在歐亞大陸所向披靡，無敵於天下。
但是，擴張不能無限制進行下去，一旦擴張停止，內部矛盾就會激化凸顯出來，或者說，內部的矛盾衝突削弱了蒙古人繼續對外擴張的能力。
1222年至1223年，冬春之交時期，成吉思汗組織諸子、諸王和群臣展開了一場大規模的圍獵活動，時間長達數月。成吉思汗想通過圍獵活動，讓長期征戰的將士們放鬆一下。
蒙古勇士們彎弓縱馬，歡呼雀躍，但成吉思汗的內心一直很沉重。長子朮赤以生病為由，待在封國，自始至終沒有露面。為了不讓父汗太過於尷尬，朮赤下令，將自己封國的野獸向成吉思汗的圍獵場驅趕。
看見黑壓壓鋪天蓋地而來的野驢等獵物，成吉思汗反而沒了興致，覺得索然無味。
成吉思汗和朮赤的父子關係一直很微妙，相互猜疑、提防。朮赤無疑是個悲劇性人物，他的身上有太多謎，如同他的出生，他的死亡也是個謎。
當時有傳言朮赤裝病，圖謀不軌，引發成吉思汗的嫉恨。不過不久之後，朮赤就去世了。成吉思汗所擔心的諸子之爭，在他有生之年總算沒有出現。對於朮赤的死因，歷來有種種猜疑。有人說，成吉思汗為了蒙古帝國的穩定，對他下了毒手，使他中毒身亡，但這種說法缺乏有力的史料支撐。令朮赤欣慰的是，他有一個非常出色的兒子拔都。拔都在蒙古二次西征中，令西方諸國聞名顫抖，他將蒙古帝國的邊疆推向更遙遠的地方，不過所有這一切，朮赤註定無法看到了。
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1223年歲末，成吉思汗在撒馬爾干度過了在花剌子模的最後一個冬天，正式頒詔，宣布東歸。
關於成吉思汗啟程東歸的時間，各種史書有不同記載，有1223年、1224年，1225年三種說法，經過各種考證，筆者更傾向於1224年。
1224年春，成吉思汗正式啟程東歸，為防止花剌子模王室死灰復燃，並讓花剌子模人徹底斷了復國的念頭，他下令摩訶末的母親禿兒罕哈敦、嬪妃及近親都隨蒙古大軍同行。
禿兒罕哈敦別離故國之際，回望撒馬爾干城闕，縱是萬般不舍，又能如何，唯有相擁號啕大哭，於步步回頭中踏上東行的漫漫之路，去遙遠而又陌生的東方，最終死在蒙古草原。
1224年夏季，成吉思汗在也兒的石河消暑。天氣變涼之後，再次啟程東歸。當年秋，東歸至葉密立河，拖雷的兩個兒子，十歲的忽必烈和八歲的旭烈兀前來迎接。
成吉思汗親自為兩位孫子主持了初獵儀式，這是每個蒙古男子相當重要的典禮。成吉思汗估計沒料到，眼前這兩張稚嫩的面孔，將來一個會開創中原的大元王朝，另一個將在西亞建立伊利汗國。
在東歸的路上，成吉思汗利用這段難得的清閒時光，開始整理完善札撒（蒙古法律），構建相關制度。對蒙古帝國影響至深的分封制度，也是在此時構思完成。成吉思汗的分封總體上是兩大部分，大汗汗廷東部分給諸弟，汗廷西部分給諸子。東部諸弟的分封在西征之前已經完成，他們被稱作東道諸王，或者左手諸王。
東歸途中分封的主要是由孛兒帖所出的嫡系諸王，即朮赤、察合台、窩闊台、拖雷四人，他們被稱作西道諸王，或右手諸王。成吉思汗規定，他的汗位必須在西道諸王中產生，任何人不得違背。這次分封基本奠定了未來蒙古帝國的雛形。
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諸子封地被稱作兀魯思（出自畏吾兒語，意為國家、人民）。分封具體情況大致如下：
額爾齊斯河以西、花剌子模以北為長子朮赤的封國，斡爾朵（行宮駐地）設額爾齊斯河流域，並說在西方，凡是蒙古人馬蹄所至地方皆歸朮赤。後來經過朮赤兒子拔都西征之後，擴展到斡羅斯欽察草原，高加索地區、保加爾等地，建立欽察汗國（亦稱作金帳汗國，因汗廷帳篷呈金色，故名）。
欽察汗國全盛之時，疆域東起額爾齊斯河，西至第聶伯河，南起巴爾喀什湖、裏海、黑海，包括北高加索及花剌子模北部和錫爾河下游地區，北瀕北極圈，以伏爾加河下游薩萊城（今俄羅斯阿斯特拉罕附近）為都城，斡羅斯諸公國為欽察汗國藩屬。
後來，拔都將位於今天哈薩克斯坦一帶封給兄長斡兒答，建立白帳汗國。白帳汗國表面上從屬於金帳汗國，實際獨立自主，金帳汗國根本無力干預其內政。
次子察合台的封國基本上是西遼故土，領土包括天山南北及阿姆河與錫爾河之間的河中地區，建都阿力麻里（今新疆霍城縣）虎牙思。成吉思汗死後，窩闊台繼承大汗寶座。在窩闊台被選為繼承人的過程中，察合台首先挑頭支持，所以太宗（窩闊台死後的追諡）時期，察合台汗國風光一時，窩闊台對他這位二哥尊崇有加，軍國大事必徵求他的意見，兩人取得一致後，才頒布執行。
蒙古大汗由窩闊台系轉移到拖雷一脈後，察合台汗國追隨窩闊台系，對抗蒙哥汗，被剝奪河中府，交給拔都。在阿魯忽汗時期，又一度占領了河中府，重振察合台汗國。此後，察合台汗國參與忽必烈和阿里不哥大汗之爭，與大元帝國之間矛盾重重，至元成宗之際，迫於壓力，被迫再度承認大元皇帝為蒙古大汗。
察合台汗國也是內訌不斷，表面原因是繼承人引發的鬥爭，實際上是隨著蒙古貴族在河中地區日久，圍繞本土化還是堅守蒙古傳統引發的紛爭。一部分人久居都市，放棄蒙古人傳統的遊牧生活習慣，開始突厥化，後來乾脆放棄蒙古的薩滿信仰，改奉伊斯蘭教，這種趨勢以不可逆轉的方式變為汗國的主流，直到察合台汗國的汗王都改奉伊斯蘭教為止。另一部分人則希望堅守蒙古人的傳統，保留原有的遊牧生活習慣和薩滿信仰。1321年，察合台汗國東西分裂，西部稱作馬維蘭納兒，東部稱作蒙兀兒斯坦。
三子窩闊台得到乃蠻部故地和部分西遼土地，即額爾齊斯河上游和巴爾喀什湖以東地區。建都也迷里城（今新疆額敏縣），稱作窩闊台汗國。
窩闊台汗國面積狹小，存在時間也最短，前後不過八十餘年。窩闊台被成吉思汗指定為大汗繼承人，理論上，他擁有整個蒙古帝國，但封地不過是駐蹕之地。
窩闊台繼承大汗之位後，將也迷里封給長子貴由，將河西地區封給次子闊端。窩闊台死後，貴由繼位。貴由沒幾年便死去，大汗之位被拖雷兒子蒙哥奪取。
自此以後，蒙古大汗世代被拖雷一支繼承，窩闊台系受到不斷打壓，窩闊台諸子除闊端外，大多數被剝奪封地，貶斥流放。
及忽必烈和阿里不哥爭位之際，窩闊台孫子海都（合失之子）支持阿里不哥，據也迷里發動叛亂。
海都想奪回窩闊台系的大汗寶座。得到欽察汗國、察合台汗國的支持後，他一度攻占蒙古帝國都城哈拉和林（今蒙古國境內），對大汗汗廷構成威脅，忽必烈多次反擊，但海都都成功逃脫。直到元成宗之時，元廷才將海都擊潰。海都死於軍中，其子察八兒歸順，海都之亂才算結束。察八兒雖然歸順，但猶不甘心，後又起兵反叛，趁著察合台汗國內亂之際，攻擊察合台汗國，最終兵敗，只好再次歸順元朝。窩闊台汗國之地被察合台和元朝瓜分，自此不復存在。
按照蒙古人幼子守灶傳統，拖雷繼承了成吉思汗在漠北及漠南的土地，至拖雷長子蒙哥從窩闊台系奪得帝國大汗寶座後，皆由拖雷一脈繼承大汗寶座。
蒙哥死後，拖雷二子忽必烈和四子阿里不哥爭位，最後忽必烈勝出，開創了大元帝國，在蒙古貴族內部引起了很大爭議，自此帝國分裂。
除了元成宗時，其他幾個汗國一度被迫承認元廷為宗主國外，大多數時期都是各自為政的獨立汗國，元朝無力干預其內政，元朝皇帝也將主要精力放在經營漢地上，滿足於做中原天子。不過名義上，元朝皇帝一直兼任蒙古帝國的大汗。
元廷一直沒有處理好蒙古傳統和中原漢文化之間的關係，直到被朱元璋逐出中原。
一般史學界，將成吉思汗四個嫡子建立的欽察汗國、察合台汗國、窩闊台汗國、大元帝國稱作蒙古帝國的四大汗國。不過，另外還有一個版本，即視大元帝國為蒙古諸汗國之宗主國，而將拖雷三子旭烈兀在波斯、伊拉克一帶建立的伊利汗國（或稱作伊爾汗國）列入四大汗國。
順便交代一下伊利汗國。成吉思汗西征東歸後，札蘭丁一度在花剌子模非常活躍，收復了不少土地，壯志躊躇，做著復國春秋夢。1231年，窩闊台汗遣大將搠里蠻統諸部軍三萬再次西征，徹底粉碎了札蘭丁的復國夢，使其沒多久身死國滅。
1252年，蒙哥汗命三弟旭烈兀發動蒙古第三次西征（拔都發動的「長子西征」為第二次），先後用數年時間攻占了禡拶答而（今伊朗馬贊德蘭省）諸山城的「木剌夷國」，攻陷了巴格達，滅阿拉伯帝國阿拔斯王朝（即我國史書中的黑衣大食），緊接著，攻入敘利亞。旭烈兀在西方戰場一路凱歌之時，1259年春，從東方戰場傳來消息，蒙古大汗蒙哥親征南宋之時，在四川釣魚城被宋軍擊傷後去世。旭烈兀便命怯的不花繼續征戰，自己帶領人馬退回波斯，準備返回蒙古奔喪。
旭烈兀離開後，怯的不花軍派遣使者入埃及，勸埃及蘇丹忽禿思投降，遭到拒絕，並將使者斬首。忽禿思以伊斯蘭聖戰名義傳檄北非諸部，共糾集十二萬大軍，在阿音扎魯特（在今巴勒斯坦境內）迎戰蒙古人，此戰蒙古人全軍覆滅，被驅逐出敘利亞，蒙古西征之路自此戛然而止。
旭烈兀本打算東歸，得知忽必烈和阿里不哥爭位，便停下腳步，遣使表示支持忽必烈。忽必烈遂將波斯之地分封給旭烈兀，伊利汗國隨即成立。
伊利汗國疆域東起阿姆河和印度河，西至埃及，南抵波斯灣，北至高加索山，建都蔑剌哈（今伊朗東亞塞拜然省馬臘格）。伊利汗國與大元帝國一直保持友好關係，但與北方欽察汗國長期陷入領土紛爭。
1335年，伊利汗國內部分裂，欽察汗國趁機攻入大不里士，伊利汗努失兒下落不明，此後汗國內部四分五裂，名存實亡，直到被帖木兒帝國所滅。
這些後事，成吉思汗是沒法預料到。
經過漫長旅程之後，終於在1225年春天來臨之時，蒙古西征大軍回到了闊別數載的蒙古草原。從1119年踏上西征之路算起，已經整整過去了七個年頭。