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蒙哥汗即位后，为了巩固帝国中央政府在西域的统治，于1251年，设置别失八里行省，执掌西域的军政事务。“宪宗元年六月，以讷怀，塔剌海，麻速忽等充别失八里等处行尚书省事，暗都刺兀尊、阿合马、也的沙佐之。”②
  行中书省是元朝地方最高行政机构，简称行省，《元史·百官志七》称：“行中书省，凡十，秩从一品。掌国庶务，统郡县，镇边鄙，与省都为表里，国初，有征伐之役，分任军民之事，皆称行省，未有定制。中统、至元间，始分立行中书省，因事设官，官不必备，皆以省官出领其事..凡钱粮、兵甲、屯种、漕运、军国重事，无不领之。至元二十四年，改行尚书省。”行省的主要官员有丞相一，平章二，左、右丞各一，参知政事二员。
  至元十二年（1275年），忽必烈为了对付海都的叛乱，设立了阿力麻里行省。
  设置宣慰司。“至元十八年（1281年），立别失八里宣慰司都元帅府，兼领哈剌火者。适公直入观，进辅国上将军，即拜别失八里都元帅。”③“宣慰司，掌军民之务，分道以总郡县，行省有政令则布于下，郡县有请则达于省。有边陲军旅之事，则兼都元帅府，其次则止为元帅府。其在远服，又有招讨、安抚、宣抚等使。”④可知宣慰司是行省和郡县之间的一级行政机构。以后分别在和州（今吐鲁番）、斡端（今和田）设置宣慰司都元帅府，管辖各地的军政事务。
  在畏兀儿地还设立提刑按察司、交钞提举司等司法、财赋机构，计亩征税，发行交钞，一如内地。