「西域」一詞作為一個地理概念 ，在不同時代，具有不同的內容。漢代，西城有廣義和狹義之分。廣義的西城是指玉門關、陽關以西乃至中亞西亞的一部分，以及東歐和北非的個別地方，是當時漢朝人就地理知識所及對「西方」地區的泛稱。狹義的西城則是指玉門關、陽關以西，天山以南、崑崙山以北，蔥嶺(今帕米爾)以東，即今新疆南部地區。
對西域這一地理概念 ，漢朝人有一個逐漸認識、了解的過程。漢初，人們把河西走廊地區也包括在西域的範圍之內。(史記，驃騎列傳》說：「驃騎將軍霍去病率師攻匈奴西域王渾邪，王及厥眾萌鹹相犇」。匈奴渾邪王當時駐牧於今張掖、武威一帶。可見這一地區也曾被稱為西域。 《漢書：王莽傳》援引王莽奏議說：「今西域良願等復舉地為臣妾……請受良願等所獻地為西海郡」。良願是西羌人的首領，遊牧於青海湖周圍，王莽所設西海郡就在今青海省海晏縣。可見，在西漢末期，青海西部也包括在西域的範圍之內。所以我們說，「西域」在西漢時廣指漢朝郡縣轄區以西，而其勢力又能達到的地區，它並沒有嚴格的界限。直到東漢班固撰《漢書》，西域作為個地理概念才開始固定下來。《漢書.西域傳》說：西域「東則接漢，阿以玉門、陽關，西則限以蔥嶺」。這就是我們前面所說的狹義的西域。
到了唐代西域作為地理概念也有廣義和狹義兩種解釋。敦煌以西、天山南北中亞、西亞地區都可以稱為廣義的西域；狹義的西域則包括新疆南部及蔥嶺以西到波斯(今伊朗)的這一 部分中亞地區。
清乾隆時期(1735- 1795年)，隨著人們地理知識的增加，對西域範圍的認識比以前更加明晰。(西域圖志》對西域的範圍作了說明：「其地在肅州嘉峪關外，東南接肅州，東北至喀爾喀(蒙古)，西接忽嶺，北抵俄羅斯，南接番藏(青海、西藏)，輪廣二萬餘裡」。即指今新疆包括巴爾喀什湖以東以南的廣大地區。這就是我們現在使用「西域」一詞時，所包括的地理範圍。
在漢代塔裡木盆地周圖以及天山山谷地帶，分布著許多小國，人口多者有8萬餘人，少者僅有一兩千人。他們多數從事農業，少數以遊牧業為生。由於這些小國有30餘個，所以(漢書》稱其為「西城三十六國」。又由於它們多以城郭為中心，故又稱「城郭諸國"
漢初，西域三十六國的大概分布是：沿塔裡木盆地南緣有樓蘭(又稱鄯善，在今若羌縣)、且末、精絕(今民豐縣)、扦彌(今策勒縣)、于闐(今和田縣)、皮山、莎車等，習稱「南道諸國」。塔裡木盆地北緣有車師(分前後兩部，在今吐魯番)、尉犁、焉耆、龜茲(今庫車)、烏壘(今輪臺)、姑墨(今阿克蘇)、疏勒(今喀什)等，習稱「北道諸國」。此外，在天山北麓還有東、西蒲類，東、西且彌等；在喀喇崑崙山、崑崙山北麓有西夜、子合(均在今葉城縣境內)等；帕米爾高原北部則有休循、捐毒等。
公元前177年，匈奴佔領西域，徵服三十六國，對這些小國進行奴役和剝削。公元前60年，漢設置西域都護府後，三十六國遂又受西域都護府管轄，西域地區也就成了漢朝版圖中的一個組成部分。