Soyu Türk ve Türkleşmiş Moğol boyu Barlaslar’a dayanan Çağatay Emiri Timur tarafından kurulmuştur. Harezm, Doğu Türkistan, İran, Azerbaycan, Hindistan Delhi Sultanlığı, Irak, Suriye, Altın Orda Devleti ve Osmanlı Devleti’nin de içinde bulunduğu Ege kıyılarından Orta Asya’ya ve Hint Okyanusu’na kadar topraklara hâkim olunmuştur.
14. ve 15. yüzyılın büyük kişiliği Timur, 1398-1399 seferleriyle Hindistan Delhi Sultanlığı’nı, 1401’e kadar yapılan dört seferle Irak ve Güney Anadolu’yu, 1401-1402’de Suriye’yi fethetti. 1402’de yapılan Ankara Savaşı’nda, Osmanlı Devleti’ni mağlup ederek fetret devrinin başlamasına neden oldu. Anadolu’dan sonra Çin seferine çıkan Timur yolda hastalanarak ölmüştür (1405).
Timurlular devrinde Türkistan ve Horasan, İslam mimarisi açısından en parlak dönemini yaşamış, 15. yüzyılın sonlarından itibaren Türkistan, Harezm, Kırım, Kazan ve Azerbaycan’da Çağatay Türkçesi de yüksek bir kültür dili haline gelmiştir. Timur, Semerkant’ı imparatorluğunun başkenti yaptıktan sonra, şehri görkemli mimarî yapılarla donattırıp seferlerde ele geçirdiği şehirlerdeki alimleri, bilim adamlarını ve öğretmenleri Semerkant’a getirtmiştir.
Bu nedenle, 14. ve 15. yüzyıllar Semerkand’ın altın dönemi olarak tarihe geçmiştir. Timur’dan sonra sonra hükümdar olan oğulları ve torunları da aynı şekilde hareket ettiler. Timur ve halefleri döneminde gelişen sanat ve bilim dünyası nedeniyle bu dönem Timur rönesansı olarak anılmaktadır. Timurluların Türkistan’a hakimiyeti Özbek, Kazak ve Türkmenlerin günümüze kadar ulaşacak olan tarihlerinin önemli bir noktasını teşkil eder.
1507’de Timurlular’ın Türkistan’daki hakimiyetine, Özbekler tarafından son verildi. Babür iktidar mücadelesini kaybederek emri altındaki beylerle Türkistan topraklarını terketti.