西汉时，把阳关和玉门关以西及今新疆乃至更远的地方，称作西域。西汉初年，西域共有16国。
汉武帝小的时候，亲自经历了一次把一个姐姐送给匈奴的经历，他的内心汹涌澎湃，从那个时候就立志要攻打匈奴，再也不要汉朝打了败仗，让女人们去做替罪羊。
他刚登上皇位不久，汉朝抓回来一些匈奴俘虏。汉武帝从他们口中知道了西域的一些情况，这些俘虏得到了优待，就告诉汉武帝说：“原先在敦煌以东、祁连山以西的地区有个大月氏国，他们也非常强大，但他们不擅马战，被匈奴打得大败，甚至连他们的国王也被杀死。匈奴人把国王的头颅砍了下来，把皇帝的妃子抢走，大月氏人受到极大的侮辱，被迫逃到了西域去，他们跟匈奴有不共戴天之仇，很想找到合适的人和他们一起攻打匈奴。”
汉武帝听了，很感兴趣。他想，月氏在匈奴的西边，汉朝如果能和月氏联合起来，就可夹击匈奴了，到时候谅他有三头六臂也难以招架了。但是西域是一个未知之地，并且还要经过匈奴的地盘，没有能力的人可能完不成这个使命。于是，汉武帝就下了一道诏书，公开招募能人去联络大月氏。当时，谁也不知道月氏国在哪里，有多远，要担负起这个任务，需要极大的勇气，所以一直没有人来应诏。
有个叫张骞的郎官，认为这事关系到汉朝未来的命运，以一腔报国的热情报了名，汉武帝考察了一下他的情况，觉得合适，就给他挑选了一百多名随从，其中有一个匈奴族人，叫堂邑父，他后来成了张骞的得力助手。
张骞带着堂邑父，一道从陇西出发。在经过匈奴地区时，被匈奴人抓获，用传车送至单于处。
单于说：“月氏在我们的北面，汉朝为什么要向月氏派使者？我想派使者到南越，汉朝肯答应我的使者去吗？”就扣留了张骞十余年，还给他娶了妻子，有了孩子。
可是张骞始终保留着汉朝出使用的节旄，没有丢失。
张骞住在匈奴的西边。他乘机与他的部下向月氏方向逃去。他们向西逃了数十日，到达大宛。
大宛人早就听说汉朝富庶，想和汉朝往来，但未能办到。这些人见到张骞来，就问张骞要到哪儿去。
张骞说：“我出使月氏，路上被匈奴所阻拦。如今逃出来，希望大王您派人做向导送我一下，果真到达大月氏的话，我回到汉朝，汉朝送给您的礼物会多得说不完。”
大宛王认为张骞说得对，打发走张骞，并为他派了翻译和向导，送到康居。
康居人又将他们送到大月氏。此时，大月氏王已为匈奴所杀，大月氏人拥立了王的夫人为王。他们已征服并占领了大夏，成为这里的君主。这里土地肥沃，很少有外来的侵扰，他们过着安宁快乐的生活，又自认为远离汉朝而疏远了与汉朝的关系，根本没有报复匈奴之心。
张骞从大月氏到大夏，一直没有得到结果。
张骞在那里停留了一年多，回来时，沿着昆仑山、阿尔金山和祁连山一路行来，可是又被匈奴人抓住。
张骞在匈奴被扣留了一年多。恰逢单于死，匈奴内部混乱，张骞便与他的匈奴妻子及堂邑父一起逃回汉朝。
汉武帝授予他为太中大夫，堂邑父为奉使君。
张骞为人坚强而有毅力，宽宏大量，待人真诚，少数民族人喜欢他。堂邑父，匈奴人，善于射箭，在穷困危急的关头，就射取禽兽作为食物。当初，张骞出行时有一百余人，去了十二年，只有他和堂邑父两人回来。
张骞亲身所到过的地方，有大宛、大月氏、大夏、康居等国。他听说在这些国家的旁边还有五六个大国，他一一向汉武帝讲述了这些国家的地形和物产。
张骞说：“我在大夏的时候，见到邛那个地方的竹杖和蜀郡产的细布，问他们从哪儿得到这些东西。大夏国人说：‘是我国的商人从身毒国（印度）买来的，身毒国在大夏东南，大约有数千里地。那里的风俗是过着定居的生活，和大夏相同，但地势低洼、潮湿、气候炎热。那里的人骑着大象打仗，国家濒临大水。’根据我的推测，大夏距离汉朝约有一万二千里，在汉朝的西南，现在的身毒，又在大夏东南数千里，有蜀郡的物产，这样看来，身毒距离蜀不远。现在出使大夏，从羌族地区经过，很危险，羌族人很厌恶汉朝；稍稍往北，则会被匈奴人俘获；如果从蜀郡走，当是方便的道路，又无侵扰。”
汉武帝听说大宛和大夏、安息等国家都是大国，有许多奇怪的物产，又过着定居的生活，与汉朝的风俗相同，而兵力很弱，很看重汉朝的财物；其北方则是大月氏、康居等国，兵力强大，可以用赠送财物、给他们好处的方法，诱使他们前来朝见汉天子。如果真能够这样做并用道义的力量使他们归附汉朝，那时汉朝就可扩大疆土一万余里，汉朝的威望德泽就可普及四海。
汉武帝很高兴，下令通过蜀郡和犍为郡派遣探路的使者，分四路同时出发，各有一二千里路程，可是北方的通道为氐族和祚夷所阻挡，南方的通道为嵩和昆明所阻。昆明等少数民族没有