从1272年阿合马以平章政事的身份入主中书省后，直到1282年的时候，阿合马除了负责为忽必烈的国库输满天下财货，博取忽必烈的信任外，他还为自己多的了优越的环境。他本人的库府之中，天下良田、美女和银钞无数。虽然这样的事情都是忽必烈不愿听到、看到的，但谁也不能否认这样的事实。气焰薰天的阿合马的野心并不仅仅在于此，他在忽必烈的卵窠里援引奸党，向忽必烈推荐了郝祯、耿仁等人，让其进入中书省，主要负责全国的交通，最主要的任务就是蒙蔽忽必烈；在帝国权力各要津处，安插寻侄，他的二十几个儿子遍布帝国权要之处，甚至连他的家奴也长期掌握着大都的兵权；广占良田，“民有附郭美田，辄取为己有”；渔猎各式美女，只要是他看上的漂亮女人，不管是少女还是少妇，都逃不出他的魔掌，他最文明的伎俩是许封美女父亲显爵，而最缺乏人道的是将部臣的母亲、妻子、女儿全部凌辱、蹂躏和奸污；倾陷忠良，党同伐异，只要对他稍不恭敬，那么，此人最起码会身陷囹圄；大量收纳贿赂，甚至截留献给忽必烈的贡品。
阿合马横行霸道的结果使帝国的臣民怨声载道，对他深恶痛绝，愤恨至极；忽必烈也觉得其权力的无边无际，有失自己的面子。
忽必烈觉察到阿合马不仅能给自己带来财富，但也可能招致巨祸。于是决定裁剪阿合马的专权，将皇太子真金推到阿合马的面前。真金的思想是地地道道的儒术的翻版，他对阿合马的横征暴敛、骄恣枉法早怀厌恶，只是碍于父面、未敢发作。当接到父汗令他参决朝政的诏命后，他做的第一件事就是用弓敲打阿合马，当阿合马满脸伤痕跑到忽必烈跟前时，忽必烈问：“你的脸怎么了？”阿合马嗫嚅而改口道：“被马踢了。”真金当场揭穿他：“你说得真无耻，这是真金打的。”真金感觉到父汗没有发怒的意思，接着干第二件事：当着忽必烈的面，狠狠将阿合马殴打多时。从此之后，阿合马见了真金像猫一般温顺，或者像老鼠一般溜掉。
被逼退到绝崖边上的汉臣终于颖出两位勇士。一位是具有古士侠风、嫉恶如仇的益都千户王著，一位是王著的朋友僧人高和尚。王著冒着杀头危险偷铸了一个大铜锤，发誓要为民除害，为国除奸；高和尚则诈称身怀绝技，能役鬼助战、遥控敌人，取得枢密副使张易的信任。
1282年三月，忽必烈带着真金等家眷、鹰师及其他随从例行前向上都。大都只有阿合马留守，处理政务。王著、高和尚决意趁机行事。经过周密布署，十七日，王著矫传皇太子真金令，命中书省备办斋品供物，称真金要回都作佛事。中午，王著又遣崔总管通知张易发兵，于当夜会聚东宫。同时，王著本人亲自驰告阿合马率中书省留守官员到东宫等候真金；又分遣一部分敢死队前往居庸关控守，另一部分敢死队则簇拥皇太子的仪仗，浩浩荡荡，向健德门迸发。
阿合马觉得事出蹊跷，但又慑于真金的雄威，仍如期赶往东宫，不过，他还是不放心，就派中书右司郎中脱欢察儿带数骑前去觇伺。脱欢察儿出健德门10里，碰到王著假扮的皇太子大队人马，尽被王著所杀。入夜二更时，王著的伪太子大队人马在烛光旗影中抵东宫西门。守卫东宫的高鹪与尚书忙兀儿、张九思种张易均集兵东宫，准备迎候，高、张二人有些疑惑，派人询问。王著等见赚西门不成，转趋南门。至东宫南门，阿合马和中书省官员正在恭候。假真金传令阿合马率省官上前，责备了阿合马几句，王著立即将阿合马拽到一旁，袖出铜锤，砸碎其头。一代奸妄，顿时毙命。
接着又传呼中书省左丞郝祯，郝祯也莫明其妙地被杀。右丞张惠比较幸运，仅被传来囚禁一旁。
枢密院、御史台、留守司的官员们遥望着前面烛光下影影绰绰晃动的身影，忙忙碌碌，似乎飘荡了杀气，一个个敛声屏息。众人正迷迷瞪瞪之际，从西门跑到南门的张九思从宫中大喊一声：“叛贼！”留守司达鲁花赤博敦闻声彻悟，持梃飞身上前，将马背上的假真金击坠，转身命令卫兵驽箭齐射。王著的部众四散奔逃，而王著本人则挺身清缚。次日清晨参与谋乱的人大多被处决。高和尚逃到高梁河，也被捕。
正驻帐察罕脑儿的忽必烈，听到因自己放纵宠幸而与阿合马一道暖孵的帝国炸雷后，惊愕了半天，但他随即便从震怒中清醒。立即回銮大都，同时派李罗、和礼霍孙等箭驰大都镇压乱党。二十二日，王著、高和尚被诛于市、张易也被处以极刑。王著临刑，凛然自若，大呼：“王著为天下除害，今死矣，异日必有为我书其事者！”
大都暴动在忽必烈内心掀起了狂澜巨浪，汹涌的大潮拍打着他的一个个问号。阿合马为什么被杀？王著等人不惜抛颅洒血意味着什么？张易的神秘表演为什么没被戳穿真相？张易的幕后是否还有他人？层层谜团让忽必烈如坠云里雾里。
忽必烈冷静之后，收拾一下丛聚的疑点，再次施展他杰出的政治天才。他不断地想：阿合马虽然激起了绝大多数汉人的愤怒，但他显然是自己的替罪羊。如果自己也在大都宫中，后果简直不堪设想。对阿合马应该厚葬，借以抚慰回回以致整个色目人的惊悸，以防掌握着帝国各处权柄的色目人因恐惧而四溅愤怒和报复，汉人的暴乱已使帝国群情激昂，决不能让叛乱也蔓延到色目人中。因此，花费巨额金钱、派遣达官贵人去隆重埋葬阿合马是值得的。王著、高和尚死有余辜，但张易则更令人心寒，幕后策划人显然是张易，不然王、高无法调动那么多军队、王、高本人之所以能在宫廷走动也多得张易的引荐，而且最直接的理由的是张易不仅率右卫指挥使颜义的军队前往东宫，还知道，最起码是在高梢的一再追问下说过“皇太子来诛阿合马”的话。由此推断张易知悉王著的密谋，不能算冤枉张易。很可能是掌握着帝国一部分军权，而且对大都、对宫城、皇城都非常熟悉的张易为王、高策划了具体的暴乱计划。不处张易极刑不能泄自己的心头之恨，也不足以平色目人之忿，但更重要的是要敲山震虎，威慑汉人官僚不要再想入非非。对王、高、张最好是将他们的肉做成肉酱，分发给汉人官僚及其他有疑问的人，这不亚于剑架肉脖的威吓。
心理战是现在最合适的办法。看来这次暴乱非常有组织，除首恶外，多达上千人，甚至能将东宫的仪仗、印信都调拔出来，其中有不少的是汉人总管、千户、所以能顺利穿过大都城门、宫城门而进入太子官。真金会不会真的与这次谋乱有关，因为他是最讨厌阿合马的。不，不，儿子是自己的骨肉，他怎么会干这种傻事呢？除了儿子，在帝国内还能信任谁呢？肯定张易的背后还有更大的人物，张易的老同学、过往甚密的张文谦就值得怀疑。这一次比王文统案更复杂、也更危险，再次庆幸，自己没有在大都。
元朝初创时期，就比较重视农业的发展。
1260年，忽必烈即位不久，就设立了十路宣抚司，命令十路宣抚司注意农业的丰歉，并挑选通晓农业生产知识的人当劝农官，掌握旱涝虫情，领导督促农业生产。
1261年，忽必烈又设立了劝农司，令汉人姚枢为大司农，以陈邃（sui岁）、崔斌等八人为劝农使，分头到各地去考察农业的生产情况，招集流民散勇，返回家乡，从事农桑。
1270年十二月，忽必烈下诏改劝农司为大司农司，增加官员，到全国各地去巡视慰问经过战争灾难的地区。命御史中丞孛罗兼大司农卿。丞相安童认为，孛罗是朝内重臣，兼大司农卿，有些大材小用。就上书给忽必烈，让调换个人。认为孛罗不合适。
忽必烈看了安童的奏折后，说：“管理农桑水利，这事非同小可！国家以人民为本，人民以衣食为本，衣食以农桑为本。我深感农业丰歉对治国安邦至关重要。只有派重臣管理，才能引起朝野上下的重视，不至于轻农桑、缀耕织，造成国穷民困！我是经过仔细考虑，才决定让孛罗总领大司农司的！”安童听了，心悦诚服。大司农司主要管理农桑水利事宜，并考察地方官的勤惰，申报提升在农业管理上有成绩的地方官，处治那些荒废农桑的官吏。
大司农司成立后，为了促进农业的发展，推广先进的耕作技术，忽必烈下诏书，专门组织人力，编写了一部适合当时农业生产的书籍《农桑辑要》。这部书成于1273年，是从古代农书中选择有实用价值的东西，再加上当时一些有成效的农桑种植经验编纂而成的。这本书对指导当时农业的生产，起了很重要的作用。
由于农业生产的需要，水利建设也就引起了忽必烈的重视。
1261年，忽必烈就命令怀孟路广济渠提举王允中、大使杨瑞，招募民工，督领开渠治河，从太行山下沁口古迹处，开凿分水渠口，引沁水东流，经古朱沟流入黄河。这条大水渠可灌溉济源、河内（今河南沁阳）、河阳（今河南孟县）、温县、武陟等五县土地三千多顷。因收益比较广，所以就叫广济渠。
1281年，忽必烈为了解决运输灌溉问题，下令修通隋炀帝时开凿的大运河。首先开通了从泗水到汶水一段。接着，又修通了自东昌路须城县的安山，经过寿张到临清进入御河的一段。这段叫通会河。
1292年，都水监郭守敬建议开通大运河的最后工程。就是从昌平县白浮村开始，穿过大都，东至通州，与白河沟通。郭守敬还画出了详尽的施工图。忽必烈看后，异常高兴地说：“好，马上动工！”在动工前一天，忽必烈命令满朝文武，自丞相以下，无论大小官员，都到工地劳动，挖土打坝。
1293年，这段工程竣工。至此，纵贯南北的大运河又沟通了。
一天，忽必烈从大都往上都去。经过积水潭，见运河中大小船只来往不断，运输繁忙，非常高兴，就把这段运河叫通惠渠。郭守敬是河北省邢台人。他的祖父郭荣是位精通数学和水利的人，对少年时代的郭守敬影响很大。郭守敬十几岁时，就跟他爷爷的好朋友刘秉忠学习。刘秉忠通晓天文地理，精于术数，是当时很有名的学者。他与张文谦都很受忽必烈的重用。
1262年，忽必烈急切需要懂水利的专家，张文谦就向忽必烈推荐了郭守敬。这时，郭守敬已经三十二岁。
忽必烈召见了郭守敬，询问水利方面的问题。郭守敬提出了兴修水利当时应急待解决的六件事，很得忽必烈的赏识，马上被任用，命他提举诸路河渠。后来，又加授银符、任命为副河渠使。
1264年，郭守敬随张文谦到西夏（今甘肃宁夏县）视察水利，修复了唐来渠和汉延渠。
第二年，忽必烈就任命他为都水少监，使他专心致力于水利建设。
早在元朝统一全国之前，刘秉忠就认为，祖冲之的《大明历》，自辽金以来沿用了二百多年，误差越来越大，很不适用。提出要修改历法。可是，还没等实施，刘秉忠就死了。
1276年六月，忽必烈诏命王恂和郭守敬主持修改《大明历》的工作。
忽必烈在修改《大明历》的诏书中说：如今天下大定，全国统一。从南到北一万多里，气候和时间有差别；东边到西边，同一天，日出和日落便不一样。我们自从取得中原以后，至今仍沿用《大明历》，从南北朝到现在已七百余年。旧历错讹较多，时令计算不准，耽误农桑稼穑。放牧掌握不住气候变化，航海辨不准方向。现在极需要测天候、量地极、观星象、计算时数。所以，特命郭守敬等测天量地、定准方位、校正时间，制定新历。
忽必烈又特地召见郭守敬，对他说：“国师刘秉忠一生有志于修改旧历，不幸早逝。临终时仍念念不忘这件事。你是国师的门生，理应担负此重任，完成他未竟的大业。”郭守敬说：“陛下，臣定万劳不辞，呕心沥血，编制新历。请陛下放心！”并建议说，“编制历法要靠实地测验。测验靠仪器，而我们现在的仪器都很简陋。像司天浑仪，是二百多年前宋仁宗皇祜年间，在汴京（今开封）制造的，与当今大都灵台（即天文台）的天度不相符合。测算南北极，大约误差四度。这些仪表古老陈旧，不可靠，需要重新制造。”
忽必烈同意了郭守敬的意见。并命张文谦与枢密张易、左臣许衡等，帮助郭守敬和王恂办好这件事情。
郭守敬自己动手，重新制造和改制天文仪器。他针对浑仪的缺点，制造了一种新的仪器——简仪。
元以前的浑仪很复杂。用它测量天体的赤道坐标、黄道坐标和地平线坐标的读数，每个系统都要有一个专门的圆环。这样，就有八九个大大小小的圆环相套，不但移动不方便，而且也妨碍观察。郭守敬大胆改造，精简了黄道坐标，而把赤道坐标和地平坐标分制成两个独立的装制：一个是赤道装置，一个是地平装置。这两个装置构造既简单，使用又方便。
另外，郭守敬还制造了日食仪，月食仪，候极仪，日晷定时仪，日出永短图，量天尺（现完好地保存在河南登封郜城观星台）、以及玲珑仪、灵台水浑等，二十多种观测天象和表演天象的仪器。
一天，郭守敬把制成的仪器（包括量天尺模型。量天尺是大型天文仪器建筑，不能搬移），一件件都摆在官内，请忽必烈过目。忽必烈很有兴致地看着，不时地问着。郭守敬详细地介绍每种仪器的原理和作用。忽必烈听得津津有味，简直入了迷。他整整不知疲倦地看了一天。
第二天，忽必烈在太和殿召集文武大臣，盛赞郭守敬学问渊博，制作精巧，有创造精神。
郭守敬奏道：“唐代天文学家一行法师，在开元年间，叫南宫说测量日影。从书中的记载看，当时在全国设有十三个观测点。现在，我们的疆域比唐代大多了。假若不设更远更多一些的观测点，则全国各处日月交食的时间不同，白天黑夜长短不一样，各地与日月星辰的距离远近不等，这就测验不准。要想测准确，需在全国建造二十七个观测站，派人日夜守候。”
忽必烈非常支持他的意见，马上任命了十四名监候官，到各地观测点去，建站进行工作。郭守敬就以河南登封观星台为中心台站，东到高丽（今朝鲜），西去滇池（今云南晋宁县东），南过朱崖（今广东琼山东南），北至铁勒（在北极圈附近，相当于今苏联图拉河到黑海一带），纵横四海，跋山涉水，踏烂铁鞋，风餐露宿，在全国范围内，展开了规模宏大的测验活动。
郭守敬不辞劳苦，奔波于全国各地的观察站，收集第一手资料，日日夜夜守候在观测仪旁。经过四年的辛勤劳动，终于在1280年编成了新历。忽必烈亲赐名为《授时历》。
1281年，《授时历》正式颁行全国。《授时厉》推算出：一年为365日5小时49分12秒。它比今天我们测量出来的地球绕太阳一周的时间只差26秒，这是世界历法史上的第一次准测。《授时历》比国际上通行的格利哥里历早三百年！
元世祖忽必烈虽然出身于文化发展比较落后的蒙古民族，但他的思想非常先进，一进入中原，就将接触到的中原地区先进的文化和科技向蒙古地区传播。他认识到了蒙古民族文化和科技的落后，因此，即位之后迅速做出决定，积极采取措施，促进蒙汉民族的融合，大力发展科技和文化，取得了举世瞩目的成就，使其在中国科技文化发展的道路上起到了重要作。
八思巴就是一个重要的人物，他本是土蕃（藏族）萨斯迦人，出生于佛教世家，七岁的时候就能诵读数十万字的佛经，国人们都将他称为“圣童”，因此家人就给他取名为“八思巴”（“圣者”的意思）。
窝阔台在位的时候，蒙古发动了对西藏地区的战争，八思巴的伯父萨斯迦·班弥怛·功嘉监藏代表西藏地区的僧俗人民向蒙古表示归顺，从此，他们就和蒙哥汗与忽必烈等人往来密切。1253年，忽必烈亲征大理，胜利凯旋，八思巴在六盘山谒见忽必烈，对答如流，深受忽必烈喜爱。后来，忽必烈让他管理天下佛教和西藏地区政务。
蒙古初兴之时，没有文字，据《蒙鞑备录》、《黑鞑事略》、等书记载，那时，凡发命令，遣使往来，皆用口传或刻木记事，很不方便。成吉思汗攻灭乃蛮，掳获了乃蛮的掌印官塔塔统阿。塔塔统阿精通畏兀儿（维吾尔）文字，成吉思汗就让他创制蒙古文字。塔塔统阿受任之后，以畏兀儿字母书写蒙古语言，用来教育成吉思汗的子侄等，正式创立了畏兀儿字体的蒙古文字，后世称为回鹘式蒙古文。但这种文字简略，表情达意不能尽如人意，用起来不算太方便。后来，成吉思汗又用金国降臣帮助他用汉字书写对金对宋公文，在其他少数民族中仍然使用本民族文字，如契丹文、女真文、畏兀儿文以及波斯文等。这种情况，不利于突出蒙古人的特殊地位，不利于民族文化的发展，也不利于大蒙古国的统治。
忽必烈即位以后，充分意识到这一问题，他说：“我国家肇基朔方，俗尚简古，未遑制作，凡施用文字，因用汉楷及畏吾字，以达本朝之言。考诸辽、金，以及遐方诸国，例各有字，今文治寝兴，而字书有缺，于一代制度，实为未备”。因此，特任命八思巴重新创制蒙古文字，以便能够“译写一切文字，期于顺言达事”。
八思巴受任之后，遍阅藏文、畏兀儿文和汉文字书，仿照藏文字母创造了蒙古新字字母41个（后来又增加2个字母），行款仿照畏兀儿文字，以音节为单位自上向下拼写，行序从左到右。八思巴创制的蒙古新字是一种拼音文字，这些拼音字母按相关字母组合成新字的，叫韵关之法；以二合、三合、四合组成新字的，叫语韵之法。41个字母按不同的方式组合，可以组成新字1000多个。用这种蒙古新字拼写蒙古语，比原来的畏兀儿字准确得多。比如，畏兀儿体蒙古文，一个读s音的字母，又可以读作sh、ds、c、z、zh，一字六音，太容易混淆。而在八思巴创制的蒙古新字中，这六个音是用六个字母表示的，分得很清楚。用这种蒙古新字来拼写汉语，就当时的水平来说，也是比较精确的。
八思巴创制蒙古新字以后，上奏忽必烈，忽必烈见了新字，非常喜欢，当即定名为“蒙古新字”。至元六年（1269年），忽必烈下诏以新制蒙古字颁行天下，规定，“自今以往，凡有玺书颁降者，并用蒙古新字，仍备以其国字副之”。后来又下诏，禁止把这种蒙古字称作“新字”，只称“蒙古字”，目的是要确立这种蒙古新字唯一的合法地位。八思巴所创制的这种蒙古新字，后人习惯上称为“八思巴字”。
八思巴字是中国历史上第一个拼音方案，其字母表的设计，特别是它的整个文字系统的建立，都是中国文字史上的一个创举，在中国民族文字史上占有重要地位。
八思巴文字是由忽必烈亲自提出，并在他的直接关怀下创制成功的，是忽必烈以武力平天下转向以文治国的措施之一。八思巴字创制以后，他大力推广，至元六年（1269年）七月，在诸路设置蒙古字学，第二年设蒙古字学教授。至元八年（1271年）又立京师蒙古国子学，以八思巴字教习诸生，于随朝蒙古、汉人百官及怯薛官员的子弟中选拔学员，用八思巴文译写《通鉴节要》，作为教本等。忽必烈在推行八思巴字的同时，并不禁止蒙古等其他少数民族人员学习汉文，当时，许多蒙古人对汉文都很精通。
忽必烈任用八思巴创制蒙古新字，方便了蒙古族的政治、经济、文化交往和经验传播，促进了民族教育的发展，特别是为蒙古族经济、文化的发展做出了重要贡献。
元曲与唐诗、宋词齐名，共同成为我国文学史上的瑰宝，名扬古今中外。
一般认为，元曲的发展分为前后两个时期，前期格调清新，最为兴盛活跃，后期则远远不及。即是说，元曲的最高成就在元代前期。元曲前期的主要代表人物是关汉卿、王实甫、白朴、马致远四大家，其中，关汉卿死于1300年，比忽必烈晚死6年，毫无疑问，与忽必烈是同时代人；王实甫虽然生卒年不详，但从零星史料分析，可知他是由金入元之人，主要活动在忽必烈时期；白朴大约死在1306年，在忽必烈死后又活了12年，其元曲创作的辉煌时期亦当在忽必烈时期；唯有马致远死的晚一些，大约在1321年左右，比忽必烈晚死了27年，但他在忽必烈统治时期正值10-45岁风华正茂的时期，其主要成就恐怕也在这一时期。因此，我们可以毫不夸张地说，元曲发展的最高峰是在忽必烈统治时期。尤其是关汉卿，他基本上与忽必烈同时代，所取得的主要成就都在忽必烈时期，可以确信无疑。关汉卿是大都人，终生从事杂剧创作，被誉为“梨园领袖”、“编修帅首”、“杂剧班头”。他才高风流，能吟诗写画，会弹琴吹箫，也能歌唱舞蹈，有时心血来潮，亲自登场演出，是一个能编、能导、能演的大戏剧家。
他一生写了60多种剧本，现存10多种，其中，《窦娥冤》是他最出色的代表作。
《窦娥冤》的思想性和艺术性都极高，受到各国人民的喜爱，早在1838年就被泽成法文传播到欧洲各地，后来又有日译本，原苏联还演出过全剧。关汉卿本人也被列为世界文化名人而载入世界史册。
王实甫、白朴、马致远的成就也很高，名扬海外。
忽必烈时期，元曲为什么会取得如此伟大的成就，固然是关汉卿等剧作家努力的结果，但与忽必烈的统治政策也不无关系。
由于忽必烈实行了一系列发展经济的措施，使元初的农业、手工业，特别是城镇经济有了一定程度的发展，这就为元曲的繁荣准备了充裕的物质条件。适应统治阶级欣赏宴乐和广大市民的文化要求，南北各大城市都出现了大批的伎艺人和集中演出的勾栏瓦肆，特别是大都和杭州，最为兴盛。同时，农村也经常开展戏曲活动，节日、庙会等成为农村的演出日，一些著名演员也经常到各地作场。元曲的这种繁荣只有在天下安定、经济发展的形势下才会出现。这种天下安定、经济发展的形势与忽必烈精心治国是分不开的。
忽必烈建立的元朝，疆域辽阔，民族众多。忽必烈虽然把人分成四等，但不反对民族间的交往、学习、通婚和融合。正是在民族不断交往的形势下，汉族、女真族、蒙古族等各民族的乐曲逐渐融汇，才出现了元曲这一新兴的文学艺术形式。据专家研究，元曲虽是在唐诗宋词的基础上发展而来，但吸收了许多契丹人、女真人、蒙古族的乐曲和文学精华，到了忽必烈建立元朝，正好为这种民族文化融汇提供了前所未有的社会条件，促使元曲迅速走向繁荣。
特别是忽必烈实行各种思想兼容并蓄的政策，允许各种思想自由发展，对元曲繁荣起到了极大的推动作用。当时，蒙元刚刚灭夏、灭金、灭宋，********非常尖锐，亡国之人对蒙古统治者的敌对情绪十分强烈。忽必烈对这种敌对思想和情绪只是因势利导，决不随意挞伐，就是有人表示反对政府，或在戏曲等作品中鞭挞社会黑暗和统治阶级的腐朽，他也不兴文字狱迫害文人，随便文人随意嘻笑怒骂、嘲风弄月。忽必烈所实行的这种宽松政策，是当时元曲繁荣的主要原因。因此，我们可以毫不夸张地说，元曲的繁荣也有忽必烈的一份功劳。
忽必烈对各种思想兼容并蓄，实行各种文化自由发展政策，有力地促进了文化的发展，书法和绘画也随之繁荣起来。
忽必烈时期的书法绘画成就很多，其中，赵孟頫的作品影响最大，他是在忽必烈的直接笼络下发展起来的。赵孟頫，字子昂，号松雪道人，是宋太祖赵匡胤嫡传十一世孙。史书说他天资聪颖，读书过目成诵，为文操笔立就，而且学习十分刻苦，有强烈的“学以致用”思想，愿意为国家兴旺发达贡献力量。但是，还未等到他施展才华，南宋就被元军灭亡了。赵孟頫作为宋朝宗室后裔，只好闲居家中。
忽必烈即位以后，为了治理国家，大力搜集笼络人才，颇有求贤若渴的味道。至元二十三年（1286年），他又派遣行台侍御史程钜夫到江南搜访贤才和有声望的人物。程钜夫到达江南，听说赵孟頫很有才气，便劝他北上帮助元世祖忽必烈。赵孟頫经过一番思考以后，决心应召北上。
神采秀异的赵孟頫随着忽必烈的求贤大臣程钜夫来到大都，忽必烈见他才气英迈，神采焕发，有如神仙中人，非常喜欢，特让他坐在右丞叶李之上，并想重用他。可有一些人说赵孟頫是“故宋宗室”，不让忽必烈留在身边。忽必烈不听，先后授予赵孟頫兵部郎中、集贤直学士等职，并想让赵孟頫与闻中书政事，特旨令其出入宫门无禁。赵孟頫受到了忽必烈的特殊优遇。
赵孟頫越受优待，越有人以为他是“故宋宗室”，说三道四。赵孟頫见自己继续留在京师，不但对自己不利，也给元世祖忽必烈增添了许多麻烦，遂力请外出。忽必烈虽经百般挽留仍然留不住，只好出其为知济南路总管府事。
赵孟頫看到自己壮志难酬，便把主要精力放到了书法和作诗写画方面。
在作诗方面，赵孟頫提倡学习李白和杜甫，作文主张师法韩愈和柳宗元，一扫宋末靡丽纤弱的诗文风气。他在《岳鄂王墓》诗中写道：
鄂王坟上草离离，秋日荒凉石兽危。
南渡君臣轻社稷，中原父老望旌旗。
英雄已死嗟何及，天下中分遂不支。
莫向西湖歌此曲，水光山色不胜悲。
这首诗在众多的歌吟岳飞的诗中，别具一番风采，长期为人们所传诵。绘画方面，赵孟頫的成就很大。他擅长山水、花木、竹石、人物、马牛、禽鸟等。他学习绘画特别注意博采众长之后自成一格。他学阎立本的人物画，学南唐董源的山水画，学宋人李公麟的马和人物画，学花光长老以墨晕作梅花，学赵孟坚用笔轻拂他石。每得到一张纸，总是画了又画，才肯丢掉。经过刻苦学习，他的绘画终于取得了重要成就。他画的马形神兼得，栩栩如生。有一天，他的挚友戴表元看他画马，当即题诗说：
赵子奇才似天马，顷刻飞龙生笔下。
画成抚卷复长歌，坐客喧喧不停写。
蹄势轻鞭秋跌荡，鬃毛出跣风萧洒。
似嫌文绣减天真，尽脱鞍鞯辔轻把。
赵盂頫的绘画一扫南宋院体，开一代绘画新风，成为元代初期画坛领袖，对元代后期以至明清绘画都有很大影响。赵孟頫的书法，更是别具一格。他自幼苦练写字，临摹各家书帖，仅陈朝智永的《千字文》，就写了500多张纸。经过长期临摹，他能做到临摹谁就像谁。有一次，他与朋友谈论书法后，当即临写唐人颜真卿、柳公权、徐浩、李邕四家法帖，件件与真迹相差无几。又有一次，他用唐人褚遂良的笔法写了一卷《千字文》，他的朋友从市面上买到了那件作品，以为是唐人真品，拿给赵孟頫看并请他写跋语，方知出自赵孟頫之手。赵孟頫不但注重学习历代书法家的书法，而且注重融汇贯通。经过努力，终于形成了自己的风格。他的篆、隶、楷、行、草书“无不冠绝古今”，用笔圆转流美，骨力秀劲，世有“赵体”之称，对后世影响很大。
赵孟頫认为书法和绘画方法相同，他曾作诗说：
石如飞白木如籀，写竹还应八法通。
若也有人能会此，须知书画本来同。
赵孟頫经过多年实践，悟出了书法和绘画的真谛，把两种艺术紧密地结合在一起，推陈出新，取得了举世瞩目的成就，号称“双绝”，名扬天下。当时，四方万里，以至日本、印度人士，都以珍藏他的作品为贵。《元史·赵孟頫传》记载说：“天竺有僧，数万里来求其书归，国中宝之。”
忽必烈时期的书画等文化成就，与忽必烈鼓励发展文化是分不开的。
自从成吉思汗建立大蒙古帝国以来，他们就把驰骋疆场，掠夺人口和税赋，扩大统治范围看成是一种光荣而高尚的事业，因此，成吉思汗及其子孙们曾先后三次发动大规模西征，建立了钦察、察合台、窝阔台和伊利四大汗国。忽必烈夺取政权以后，虽然没有继续发动西征，但窝阔台汗国的海都纠集察合台汗国势力与忽必烈急夺汗位的斗争一直没有停止，钦察汗国和伊利汗国则想乘机走上独立发展的道路。忽必烈为了取得对阿里不哥及窝阔台汗国和察合台汗国斗争的胜利，相继承认了钦察汗国和伊利汗国对该地区的统治权，但规定他们必须承认元朝的宗主国地位，汗位继承必须取得元朝大汗许可，并分遣子弟入侍及朝聘往来等，于是，钦察和伊利汗国发展成为元朝的宗藩之国。至于窝阔台汗国和察合台汗国，忽必烈自始至终没有允许他们走上独立发展的道路，名义上仍为元朝直接统治范围，所以，忽必烈同窝阔台、察合台后裔诸王的斗争，是忽必烈巩固汗位和巩固国家统一的斗争，不是对外侵略战争。
忽必烈虽然没有发动西征，但他继承了成吉思汗的事业，仍然把扩大统治范围看成大汗应有的光荣和高尚的事业，在灭宋期间及其以后的一段时间内，相继对日本、安南、缅国、爪哇等国发动了战争。在对外战争及交往中，忽必烈能征者征，能抚者抚。征抚结合，交往频繁。特别是同欧洲一些国家，采取了和平交往的形式，加强了双方的政治、经济和文化交流。这种征抚结合、弹性外交的政策，成为忽必烈外交的一大特色。
成吉思汗划分四子封地时，长子术赤的封地在额尔齐斯河以西、花剌子模以北，直到蒙古军马蹄所到之处。1235年-1242年，窝阔台派遣术赤第二子拔都率军进行第二次西征，占领了乌拉尔河以西伏尔加河流域钦察、不里阿耳等部族，并征服了斡罗思（即俄罗斯）等地。1242年夏，拔都接到窝阔台汗去世的消息，班师回国。1243年初，拔都到达伏尔加河下游，以萨莱城（今阿斯特拉罕附近）为首都，正式建立了东起额尔齐斯河、西至多瑙河、南辖克里木半岛和北高加索的钦察汗国。由于拔都所驻的穹帐使用金顶，故钦察汗国也称“金帐汗国”。在钦察汗国境内生活着花剌子模人、不里阿耳人、莫尔多瓦人、阿速人、希腊人、俄罗斯人、钦察人、康里人、蒙古人等各族人。
在忽必烈与阿里不哥争夺汗位期间，钦察汗国已经进入别儿哥（拔都之弟）统治时期，别儿哥表面上表示拥护阿里不哥，但实际上对阿里不哥与忽必烈的汗位之争并不介入，只是向双方派出使者进行劝和。接着，钦察汗国与伊利汗国为了争夺高加索地区而发生了战争，因为伊利汗国是忽必烈同母弟旭烈兀建立的，所以不能不影响钦察汗国与元朝的关系，钦察汗国开始对忽必烈有所戒备。
忽必烈为了取得对阿里不哥及西北诸王斗争的胜利，表示承认钦察汗对其地区的统治权。至元三年（1266年），别儿哥去世，拔都之孙忙哥帖木儿即位，正式得到忽必烈册封。海都叛乱，忽必烈为了联合钦察汗国共同打击海都，曾先后四次派遣铁连出使钦察汗国。铁连是乃蛮人，曾任过拔都王傅，为术赤系家臣。《元史·铁连传》说铁连“魁伟寡言，有谋略”，且善于“雄辩”。铁连到达钦察汗国，告以海都叛乱之事，请求忙哥帖木儿出兵夹击，忙哥帖木儿当即表示，“祖宗有训，叛者人得诛之。如通好不从，举师以行天罚，我即外应掩袭，剿绝不难矣。”后来，忙哥帖木儿虽曾一度出兵，但不久即与海都和好，曾与海都联合攻打察合台后王八剌，既而，与海都、八剌在答刺速河畔举行大聚会，划分了各自在中亚地区的势力范围，并支持八刺进攻伊利汗国。至元十三年（1276年），皇子那木罕和丞相安童率兵抵御海都，由于蒙哥之子昔里吉叛乱，皇子那木罕被劫送到与海都联盟的钦察汗国，一拘留就是八年，直到至元二十一年（1284年）脱脱蒙哥即位时，才将那木罕遣送还朝。同时，脱脱蒙哥致书忽必烈，表示臣服。从此，钦察汗国与元廷的关系才走上正常发展轨道。
忽必烈时期，虽然与钦察汗国的关系一波三折，但并未影响双方的政治、经济、文化交流。
这一时期，钦察汗国的主要政治、经济制度和组织，都是仿照大汗之廷规制的。在元朝通行的驿传制度开始在钦察汗国生了根，忽必烈发行的纸钞也开始在钦察汗国的大地上出现，火药和火器也传入钦察汗国，俄罗斯等武士均从蒙古人那里学会了铁火罐等使用火药引起燃烧和爆炸的新式火器。不少元朝工匠被迁至钦察汗国，在那里从事武器制造、铜镜制造等工作。俄罗斯等贵族开始采用东方服饰，也穿起了皮靴、长衫，戴上了圆帽，扎起了腰带，配上了桦皮弓和蒙古弯刀等。钦察汗国的人们也普遍形成了饮茶的习惯等等。内地的经济和文化对钦察汗国的影响实在不小。
钦察汗国的文化对元朝的影响也很大。钦察、阿速、俄罗斯等族的将士和工匠纷纷入居元朝，忽必烈夺权时期，就有一大批钦察人曾经跟随着忽必烈征伐大理和南宋，为了方便管理，忽必烈还曾经将钦察人单独召集在一起，组建了一支独立的军队，并将其列入宿卫军。到了元二十三年（1286年），又为其特别设立了钦察卫，大约有行军千户19所，屯田3所，还曾经调集了1512名卫士在清州等地进行屯田。忽必烈也曾将阿速人组建过单独的军队，也将其列为了宿卫军，到了元九年（1272年），正式设立了阿速拔都达鲁花赤，为阿速军招募将士，编成阿速正军3000多人，又选阿速揭只揭了温怯薛丹军700人，作为忽必烈的车驾随行，保卫京城等。
