约840年建立。关于族源主要有3种说法：一种是源自葛逻禄部，一种是样磨或处月，还有一种是源自葱岭西回鹘或同葛逻禄融合之回鹘部落。王朝推行二汗并立采邑分国制，国中有布格拉汗（公驼汗）和阿尔斯兰汗（狮子王）两种可汗称号。君主都保有桃花石汗的称号。喀喇汗王朝继承和发展了本民族传统文化，并逐渐融入到伊斯兰教体系中。萨图克·博格拉汗是第一个皈依伊斯兰教的可汗，在位期间以八剌沙衮为都城，统一葱岭以西异姓突厥诸部，并派兵攻取伽师，作为第二都城。博格拉汗的后裔将伊斯兰教定为国教，不断扩张版图，发动于阗圣战，使王朝逐渐成为中亚大国。1041年，喀喇汗王朝分裂为东西二部。东喀喇汗国和西喀喇汗国相互攻伐，使王朝势力逐渐衰落。1211年，东喀喇汗国被西辽所灭。西喀喇汗国相继沦塞尔柱王国、西辽的附庸。1212年，西喀喇汗国被花剌子模所灭。

喀喇汗王朝发展农牧业和工商业，使八剌沙衮和伽师成为中亚最繁荣的城市之一。