窩闊臺汗國（Ögedei Khanate）是蒙古四大汗國之一，位於今日中亞的葉密立河流域，都城在葉密立，即今日中華人民共和國新疆的額敏縣。窩闊臺汗國據有蒙兀兒斯坦的一部分，其地基本上是乃蠻故地。窩闊臺汗國成立於1225年，由成吉思汗把今阿爾泰山以西一些土地封給其子窩闊臺，到1309年被察合臺汗國及元朝瓜分，察八兒出走元朝，窩闊臺汗國滅亡，是四大汗國之中最短國祚的汗國，衹有84年歷史。
窩闊臺汗國成立之時，其實並沒有國名。現在的名字其實是歷史學家從其第一代君主“窩闊臺”的名字而作為汗國的通稱。
1225年，成吉思汗把今阿爾泰山以西一些土地封給其第三子窩闊臺，成立窩闊臺汗國，領有額爾齊斯河上遊和巴爾喀什湖以東地區，都城在葉密立（今中國新疆額敏縣）。1229年，窩闊臺繼任成為蒙古大汗後，同時領有本部及窩闊臺汗國兩塊地方。2年後的1248年，貴由從葉密立的領地巡幸時因急病去世。
貴由死後，有實力的拖雷之子蒙哥奪得大汗之位，在1251年登位成為蒙古帝國的第4代君主。由於蒙哥並非窩闊臺後裔，對一些窩闊臺係後王有戒心，以窩闊臺係後王屢與作難的緣故，改變了他們的封地，將封地分割，分授諸王，以去其勢。另有一種說法是：為了追討失去了的權力，窩闊臺的遺兒聯合察合臺汗國諸王，意圖暗殺蒙哥汗。結果，蒙哥識破了計謀，所以把包括了貴由的傢族，包括了他的遺孀在內所有人判刑及流放。而窩闊臺汗國的領地，則由窩闊臺的其他兒子瓜分。當中，窩闊臺子合丹領別失八裏(今新疆吉木薩爾北破城子)。事實上，窩闊臺汗國在這時已經解體了。窩闊臺其中一位孫子海都被封於海押立（今伊犁西），另一個孫子脫脫則占領葉密立。
蒙哥去世後，忽必烈與阿裏不哥爭奪大汗之位，窩闊臺傢族所承受的壓力雖然減輕了，但這時窩闊臺的孫兒海都擡頭，並與察合臺傢諸子選擇站在阿裏不哥一方。然而，窩闊臺的兒子合丹所屬的傢族卻選擇追隨原來領有河西走廊一帶的忽必烈，與海都傢族對立。阿裏不哥失敗後，海都仍然與忽必烈為敵。由於海都與察合臺傢諸子的友好，海都的實力逐漸增強，稱雄中亞，甚至察合臺汗國也在其勢力範圍內。
公元1260年忽必烈稱帝並於其後(公元1271年)建立元朝後，海都與察合臺汗國和金帳汗國君主組成同盟與忽必烈的元軍交戰，並一度攻占漠北哈拉和林。忽必烈去世後，海都繼續與元成宗交戰。1301年（大德五年）海都兵敗並於不久後去世，其子察八兒立，汗國開始走下坡。1304年，察合臺汗國入侵窩闊臺汗國，元軍趁機進攻，察八兒兵敗，投靠察合臺汗國。1309年（至大三年），察八兒在察合臺汗國的內爭中失敗，為察合臺係後王怯伯所敗，逃入元朝境內，窩闊臺汗國滅亡，其地多被納入察合臺汗國。
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