Родоначальником династии Караханидов принято считать Сатук Богра-хана (915—955). Пользуясь поддержкой Саманидов, он выступил против своего дяди Огулчака и подчинил Кашгар и Тараз, В 942 г. Сатук сверг правителя в Баласагуне и объявил себя верховным каганом. С этого времени началась история собственно государства Караханидов.
В образовании и ранней истории Караханидов главную роль сыграли племена карлукской конфедерации, в которые наряду с карлуками входили чигили и ягма, В Х в. часть ягма вместе с карлуками обитала в Семиречье, к югу от Нарына. Позднее, в XI в., ягма жили гораздо севернее — в долине р. Или. В этой же долине расселялись чигили, прикочевавшие из северных районов Прииссыккулья.
В 992 г. на востоке Караханиды завоевали Хотан, а на западе Бухару. В 999 г. Караханид Наср и правитель династии Газневидов Махмуд окончательно сокрушили государство Саманидов в Средней Азии. Амударья стала границей между Караханидами и Газневидами. На севере граница между Караханидами и пределами Кыпчакского ханства проходила недалеко от г. Тараза. На северо-востоке владения. Караханидов не выходили за линий озер Балхаш и Алакуль. На востоке они граничили с уйгурами, на юго-востоке владения Караханидов простирались до Черчена. На западе и юго-западе продвижение натолкнулось на сопротивление Сельджукидов (в Южной Туркмении) и Хорезмшахов (в низовьях Амударьи). В течение двух последующих веков владения Караханидов простирались от Мавераннахра (междуречье Амударьи и Сырдарьи) на западе вплоть до Семиречья и Кашгара на востоке.
Государство Караханидов было поделено на многочисленные уделы с неустойчивыми границами. Удельные владетели обладали большими правами, вплоть до чеканки монет со своим именем, подчас с изменявшимися титулатурами. Отношения вассалитета иногда бывали многоступенчатыми. Политическая жизнь характеризовалась распрями и междоусобной борьбой.
В конце 30-х гг. XI в. при Ибрагиме ибн Насре государство распалось на две части: западное ханство с центром в Бухаре, включавшее Мавераннахр вплоть до Ходжента, и восточное, в которое входили Тараз, Исфиджаб, Шаш, Фергана, Семиречье и Кашгар. Столицей восточного ханства был Баласагун. Так произошло юридическое закрепление уже фактического распада государства Караханидов на самостоятельные и полусамостоятельные уделы, ранее находившиеся под номинальной властью старшего, или верховного, хана.
В начале второй четверти XII в. многочисленный народ каракитаи (киданей) завоевал Семиречье с Баласагуном, а затем и все остальные владения восточных Караханидов и начал угрожать западной ветви. После разгрома караханидо-сельджукского войска в 1141 г. власть над обоими ханствами государства Караханидов перешла к каракитаям. В 1210 г. в борьбе с найманами пресеклась восточная караханидская династия. А в 1212 г. Хорезм-шах Мухаммед убил последнего западного кагана Османа из Самарканда, вскоре исчезла и ферганская ветвь Караханидов. История могущественного государства Караханидов на этом завершилась.
Государство Караханидов не было простым повторением прежних государственных образований. В отличие от политических устройств кочевых обществ на территории Казахстана военное управление было отделено от административного. Государственно-административная структура основывалась на иерархическом принципе. Важнейшим социально-политическим институтом в государстве Караханидов была военно-ленная система. Ханы жаловали своим родственникам и приближенным права на получение с населения района, области или города налогов, до того взимавшихся в пользу государства. Такое пожалование получило название “икта”, а его держателя называли мукта, или иктадар. Институт икты играл значительную роль в хозяйственной и политической жизни юга и юго-востока Казахстана.
Главным занятием населения было экстенсивное кочевое и полукочевое скотоводство. Вместе с тем в XI—XII вв. в Семиречье и Южном Казахстане часть тюркских племен переходила к земледелию и приобщалась к городской культуре.
В идеологии кочевого и оседлого населения важное место занимали древнетюркские религиозные представления. Дальнейшее распространение получил ислам, принятый каганатом в качестве государственной религии. Исламизация, в особенности южных районов Казахстана, проникновение мусульманской религии в кочевую аристократическую среду привели к вытеснению древнетюркской рунической письменности и сложению новой тюркской письменности на арабской графике.
В целом Караханидская эпоха представляла собой качественно новый этап во всех сферах общества. Лишь потрясения периода монгольского завоевания прервали естественный процесс наметившегося развития.