西域是漢以後對玉門關、陽關以西地區的總稱，始見於《漢書·西域傳》，漢武帝派張騫初通西域，漢宣帝始置西域都護，唐在西域置安西、北庭二都護，以後各代，中原與狹義西域也均在政治、經濟、文化上有著不可分割的密切關系，那麼作為古代並稱的兩個強盛王朝，它們對西域的統治有何區別呢？
漢朝：
漢武帝以前，西域小國林立，天山以北的一些小國受到匈奴的控制和奴役，漢武帝派張騫出使西域後，因為一直與匈奴交鋒，漢軍就陸續在天山南北頻繁行動了，等於西域淪為西漢的軍事管制區。
由於西域諸國仍未完全擺脫匈奴的控制，樓蘭、車師等國在匈奴的策動下，經常劫掠西漢派往西域的使臣和商隊，於是漢武帝先派王恢率騎兵擊破樓蘭，趙破奴率軍擊破車師，又與烏孫王和親，聯合挾制匈奴，為了打破匈奴對大宛的控制並取得大宛的優秀馬種汗血馬，又派李廣利領兵數次進攻大宛，攻破大宛都城，使西漢在西域的聲威大振，確保了西域通道的安全。
漢武帝太初四年《前101年》，漢武帝在輪臺和渠犁設立了使者校尉，管理西域的屯田事務。
這是西漢政府在西域第一次設置的官吏。
漢宣帝神爵二年《前60年》，匈奴日逐王先賢撣率眾投降，於是漢宣帝在西域設立西域都護府，這是中央王朝在蔥嶺以東，今巴爾喀什湖以南廣大地區正式設置行政機構的開端。
西漢政府在西域設置常駐官員，派士卒屯田，設校尉統領保護，持續與逃到西域的匈奴作戰，不過漢軍主要在河西走廊，西域由當地36國高度自治，漢軍也有部分駐軍直接在西域，暫無資料顯示漢朝是否在西域收稅。
由於王莽篡漢，西域諸國斷絕了與新莽政權的聯系，直到東漢初年，班超利用外交手段恢復了漢對西域的管轄，再之後重設『西域都護府』，但東漢時西域『三絕三通』，證明漢軍對西域的軍事掌控已不如西漢後期。
繼而再次恢復對西域統治時，東漢後期設的是西域長史府，這名稱差別可見一斑，曹魏、西晉沿用，畢竟東漢時的西域已兼並為十餘國了，有一定實力，不甘心受制於任何外來勢力。
唐朝：
經過東晉南北朝的三百多年大分裂時期，西域又兼並為龜茲、焉耆、於闐、疏勒等幾個國家了，就好比從春秋近百諸侯逐漸變成戰國七雄的歷程，而唐朝對西域的經略就是從一場場滅國之戰開始的。
在三百多年大分裂裡，許多漢民逃難到相對安穩的西北，等於是移民河西走廊、西域，這為唐朝對西域的百年實控打下基礎，在今哈密地區的伊吾，吐魯番地區的高昌，兩國王室皆是漢人。
唐太宗在西域設立安西都護府，唐軍在此基礎上對突厥、吐蕃、中亞諸國進行行動，後又屢次更名為『安西大都護府』，統轄天山南北，武則天設立北庭都護府，與安西分管北疆、南疆，形成兩個都護府的局面。
唐朝在西域的控制體現在『三州四鎮』，即：伊、西、庭州的三州漢軍《開元末是2萬人》+城傍蕃軍，龜茲、疏勒、焉蓍、於闐的四鎮漢軍《開元末是2.4萬人》+四國自衛隊。
唐朝軍制，大的叫xx軍，小的叫xx守捉，三州四鎮就是軍《5千～5萬人不等》，還有地方的守捉《1000～5千人不等》，比如唐玄宗設在今帕米爾高原上的蔥嶺守捉，唐朝在西域收稅，維系兩大都護府的開銷。
初唐時形勢復雜，安西都護府駐地又在北疆，南疆的安西四鎮就被吐蕃反復爭奪，增加一個都護府後，局面就穩定了，一直持續到安史之亂後的河西走廊被掐斷，西域唐軍在孤懸域外的情況下，依然堅守了四十餘年《通過盟友回鶻，與唐朝本土聯絡》。
值得注意的是安史之亂後，孤絕域外的安西北庭兩都護府在西域獨自鑄幣了，以流通錢物交易，此即為大歷元寶、建中通寶。
安史之亂後的反復拉鋸戰中，回鶻占領了北庭三州，吐蕃占領了安西四鎮，直到晚唐宣宗時，回鶻、吐蕃已相繼崩盤，漢人張義潮率領的歸義軍收復河西走廊，唐設立『歸義軍節度使』。
歸義軍繼而進軍西域，收復了北庭三州《有大量回鶻雇傭軍駐紮，後來成了西州回鶻國》。
南疆的於闐復國後，恢復與唐的關系，隻是晚唐已無暇西顧，不再設於闐鎮，但後來於闐國王改姓李，不知是賜姓還是自改。
晚唐中央對西域已談不上控制，隻能依靠歸義軍、於闐國、仆固部《回鶻雇傭軍》互相幫扶，算是唐朝影響范圍區，直到宋朝前期，於闐國被黑汗王朝征服，歸義軍及河西回鶻被西夏征服，西域隻剩下高昌回鶻一家漢化的佛教國。
在唐朝以後的一千多年間，中原王朝再無直接統治西域，直到清朝中期，乾隆時清軍征服準噶爾汗國，中原王朝再次統治天山南邊，到清末，左宗棠攜洋務運動的軍事成果，率湘軍復新疆，設立省，又默許漢民出塞，清朝對新疆才算真正實控。
但從唐朝滅亡到清朝，中原王朝的軍隊都未能踏出蔥嶺一步，更別說在蔥嶺以西廣建羈縻府州、土司了，所以漢唐畢竟是漢唐，漢軍可以在蔥嶺以外作戰。