西汉时期，狭义的西域是指玉门关、阳关（今甘肃敦煌西）以西，葱岭以东，昆仑山以北，巴尔喀什湖以南，即汉代西域都护府的辖地。广义的西域还包括葱岭以西的中亚细亚、罗马帝国等地，包括今阿富汗、伊朗、乌兹别克，至地中海沿岸一带。
西域以天山为界分为南北两个部分，百姓大都居住在塔里木盆地周围。西汉初年，有“三十六国”：南缘有楼兰（鄯善，在罗布泊附近）、菇羌、且末、于阗（今和田）、莎车等，习称“南道诸国”；北缘有姑师（后分前、后车师，在今吐鲁蕃）、尉犁、焉耆、龟兹（今库车）、温宿、姑墨（今阿克苏）、疏勒（今喀什）等，习称“北道诸国”。此外，天山北麓有前、后蒲额和东西且弥等。它们面积不大，多数是沙漠绿洲，也有山谷或盆地。人口不多，一般两三万人，最大的龟兹是八万人，小的只有一二千人，居民从事农业和畜牧业。除生产谷物以外，有的地方如且末又盛产葡萄等水果和最好的饲草苜蓿。畜牧业有驴、马、骆驼。此外，还有玉石、铜、铁等矿产，有的地方居民已懂得用铜铁铸造兵器。天山南北各国，虽然很小，但大都有城郭。各国国王以下设有官职和占人口比重很大的军队。公元前2世纪，张骞出使西域以前，匈奴贵族势力伸展到西域，在焉耆等国设有幢仆都尉，向各国征收繁重的赋税，“赋税诸国，取畜给焉”，对这些小国进行奴役和剥削。
汉通西域，虽然起初是出于军事目的，但西域开通以后，它的影响，远远超出了军事范围。从西汉的敦煌，出玉门关，进入新疆，再从新疆连接中亚细亚的一条横贯东西的通道，再次畅通无阻。这条通道，就是后来举世闻名的“丝绸之路”。
“丝绸之路”把西汉同中亚许多国家联系起来，促进了它们之间的经济和文化的交流。由于我国历代封建中央政府都称边疆少数民族为“夷”，所以张骞出使西域成为汉夷之间的第一次文化交融。西域的核桃、葡萄、石榴、蚕豆苜蓿等十几种植物，逐渐在中原栽培。龟兹的乐曲和胡琴等乐器，丰富了汉族人民的文化生活。汉军在鄯善、车师等地屯田时使用地下相通的穿井术，习称“坎儿井”，在当地逐渐推广。此外，大宛的汗血马在汉代非常著名，名曰“天马”，“使者相望于道以求之”。那时大宛以西到安息国都不产丝，也不懂得铸铁器，后来汉的使臣和散兵把这些技术传了过去。中国蚕丝和冶铁术的西进，对促进人类文明的发展贡献甚大。
张骞出使西域本为贯彻汉武帝联合大月氏抗击匈奴之战略意图，但出使西域后汉夷文化交往频繁，中原文明通过“丝绸之路”迅速向四周传播，恐怕是汉武帝所始料不及的。
西汉建国时，北方即面临一个强大的游牧民族的威胁。这个民族，最初以“獯鬻”、“猃狁”、“俨狁”、“荤粥”、“恭奴”等名称见于典籍，后统称为“匈奴”，春秋战国以后，匈奴跨进了阶级社会的门槛，各部分别形成奴隶制小国，其国王称“单于”。楚汉战争时期，冒顿单于乘机扩张势力，相继征服周围的部落，灭东胡、破月氏，控制了中国东北部、北部和西部广大地区，建立起统一的奴隶主政权和强大的军事机器。匈奴奴隶主贵族经常率领强悍的骑兵，侵占汉朝的领土，骚扰和掠夺中原居民。汉高祖七年（公元前200年）冬，冒顿单于率骑兵围攻晋阳（今山西太原）。刘邦亲领三十二万大军迎战，企图一举击溃匈奴主力。结果，刘邦反被冒顿围困于白登（今山西大同东），七日不得食，只得采用陈平的“奇计”，暗中遣人纳贿于冒顿的阏氏夫人，始得解围。从此，刘邦再不敢用兵于北方。后来的惠帝、吕后，和文景二帝，考虑到物力、财力的不足，对匈奴也都只好采取“和亲”、馈赠及消极防御的政策。但匈奴贵族，仍寇边不已。文帝时代，匈奴骑兵甚至深入甘泉，进逼长安，严重威胁着西汉王朝的安全。
汉武帝刘彻，是中国历史上一位具有雄才大略的伟人。建元元年（公元前140年）即位时，年仅16岁。此时，汉王朝已建立67年，历经汉初几代皇帝，奉行轻徭薄赋和“与民休息”的政策，特别是“文景之治”，政治的统一和中央集权进一步加强，社会经济得到恢复和发展，并进入了繁荣时代，国力已相当充沛。据史书记载，政府方面，是“鄙都庾廪尽满，而府库余财”，甚至“京师之钱，累百巨万，贯朽而不可校；太仓之粟，陈陈相因，充溢露积于外，腐败不可食”。在民间，是“非遇水旱，则民人给家足”，以至“众庶街巷有马，阡陌之间成群，乘字牝者摈而不得与聚会，守闾阎者食粱肉。”汉武帝正是凭借这种雄厚的物力财力，及时地把反击匈奴的侵扰，从根本上解除来自北方威胁的历史任务，提上了日程。也正是这种历史条件，使一代英才俊杰，得以施展宏图，建功立业。
汉武帝即位不久，从来降的匈奴人口中得知，在敦煌、祁连一带曾住着一个游牧民族大月氏。秦汉之际，大月氏的势力强大起来，攻占邻国乌孙的土地，同匈奴发生冲突。汉初，多次为匈奴冒顿单于所败，国势日衰。至老上单于时，被匈奴彻底征服。老上单于杀掉月氏国王，还把他的头颅割下来拿去做成酒器。月氏人经过这次国难以后，被迫西迁。在现今新疆西北伊犁一带，赶走原来的“塞人”，重新建立了国家。但他们不忘故土，时刻准备对匈奴复仇，并很想有人相助，共击匈奴。汉武帝根据这一情况，遂决定联合大月氏，共同夹击匈奴。于是下令选拔人才，出使西域。汉代的所谓“西域”，有广义和狭义之分。广义地讲，包括今天中国新疆天山南北及葱岭（即帕米尔）以西的中亚、西亚、印度、高加索、黑海沿岸，甚至达东欧、南欧。狭义地讲，则仅指敦煌、祁连以西，葱岭以东，天山南北，即今天的新疆地区。天山北路，是天然的优良的牧场，当时已为匈奴所有，属匈奴右部，归右贤王和右将军管辖。西北部伊犁河一带原住着一支“塞人”，后被迁来的月氏人所驱逐。而大月氏后又为乌孙赶走。
天山南路，因北阻天山，南障昆仑，气候特别干燥，仅少数水草地宜于种植，缺少牧场，汉初形成三十六国，多以农业为生，兼营牧畜，有城廓庐舍，故称“城廓诸国”。从其地理分布来看，由甘肃出玉门、阳关南行，傍昆仑山北麓向西，经且未（今且未县）、于阗（今于田县），至莎车（今莎车县），为南道诸国。出玉门、阳关后北行，由姑师（今吐鲁蕃）沿天山南麓向西，经焉耆（今焉耆县）、轮台（今轮台县）、龟兹（今库车县），至疏勒，为北道诸国。南北道之间，横亘着一望无际的塔里木沙漠。这些国家包括氐、羌、突厥、匈奴、塞人等各种民族，人口总计约三十余万。张骞通西域前，天山南路诸国也已被匈奴所征服，并设“僮仆都尉”，常驻焉耆，往来诸国征收粮食、羊马。南路诸国实际已成匈奴侵略势力的一个重要补给线；三十多万各族人民遭受着匈奴贵族的压迫和剥削。葱岭以西，当时有大宛、乌孙、大月氏、康居、大夏诸国。由于距匈奴较远，尚未直接沦为匈奴的属国。但在张骞出使之前，东方的汉朝和西方的罗马对它们都还没有什么影响。故匈奴成了唯一有影响的强大力量，它们或多或少也间接地受制于匈奴。
从全局来看，联合大月氏，沟通西域，在葱岭东西打破匈奴的控制局面，建立起汉朝的威信和影响，确实是孤立和削弱匈奴，配合军事行动，最后彻底战胜匈奴的一个具有战略意义的重大步骤。
当汉武帝下达诏令后，满怀抱负的年轻的张骞，挺身应募，毅然挑起国家和民族的重任，勇敢地走上了征途。
