隋大业二年（606年），裴矩利用在张掖管理西域诸国商人互市之便，广泛调查西域各国国俗、人口及山川险易等，撰写了西域历史地理领域里程碑式著作――《西域图记》。在《西域图记序》中，裴矩记载了由敦煌至西海（地中海）的三条交通路线。其中北道从伊吾（新疆哈密），经蒲类海（巴里坤淖尔）、铁勒部（乌鲁木齐北）、突厥可汗庭（大裕勒都斯河谷），渡河，至拂菻国（拜占庭），达于西海；中道从高昌（吐鲁番），经焉耆、龟兹（库车）、疏勒（喀什），度葱岭（帕米尔），又经鏺汗（费尔干纳盆地）、康国（乌兹别克斯坦撒马尔罕）、安国（布哈拉）、穆国（土库曼斯坦马雷），至波斯（伊朗），达于西海；南道从鄯善（新疆若羌），经于阗（和田）、朱俱波（叶城）、喝盘陀（塔什库尔干），度葱岭，又经挹怛（阿富汗巴尔赫），忛延（喀布尔），漕国（克什米尔地区），至北婆罗门（印度），达于西海。裴矩所记的三道，正是丝绸之路的交通路线，其中北道为草原丝绸之路，中道、南道为沿天山以南通向地中海世界的主要通道，而对分布在丝绸之路上玉门关、阳关以西的广大地区，则统称为西域，而开发丝路，即经营西域。

《西域图记》不只是一部集大成的西域地理著作，还是隋唐两朝开发丝绸之路的指导纲领。在《西域图记》中，裴矩指出了突厥、吐谷浑阻遏西域诸国贸易交通，导致丝路不畅的现状，提出击败吐谷浑、分化突厥、开发西域的构想，并指出进入西域的途径和方法。隋炀帝将“四夷经略”委任裴矩。大业五年（609年），隋出兵平定吐谷浑，奠定了隋开发丝绸之路的基础。迈出这一步后，隋设鄯善郡、筑新伊吾城，控制了丝绸之路南北两道的入口。接着，隋炀帝恩抚高昌，确立了高昌臣属于隋的关系。但由于铁勒力量尚强，高昌未彻底变成隋领地，西域的三道门户尚缺其一。这关键的一步，只能留待唐朝完成了。

唐代的丝路开发不是一蹴而就的，经历了曲折艰辛的历程，其间可分为六个阶段，即：武德二年（619年）至贞观四年（630年），贞观四年平突厥后至贞观十二年（638年），贞观十三年（639年）至龙朔元年（661年），龙朔三年（663年）至神龙元年（705年），神龙初至天宝十四载（755年）及安史乱（755年）后。

武德二年至贞观四年，唐刚建立不久，统一战争迫在眉睫，经营西域并不构成唐战略的主要部分。唐将对西域的招致交付河西地方，主要通过外交手段，加强联系，保持与西域诸国往来；而对控制西域的西突厥，则许以和亲，以达到牵制东突厥的目的。这一阶段的西域经营，基本是消极的，是隋分化瓦解突厥“远交近攻”政策的延续。虽然高昌诸国来献异物，拂菻狗第一次来到中原，但唐与西域的关系并无实质性进展。这一时期可以成为唐经营西域的等待期。                                                                                          

贞观四年唐败颉利可汗，灭东突厥，为西域经营提供了新的机遇。东突厥的灭亡威慑西域，促使伊吾归附，唐在丝路开发中取得初步进展。唐伊吾设置州县，百姓“同于编户”，这背后贯穿着战略规划，即绝不仅仅是为得伊吾一地，而是要建立经营西域的前沿根据地，将唐国界向西部推进。但初平颉利可汗后的国力，并不能使唐太宗全面铺开经营西域的计划。户口未复，仓廪空虚，是经营西域进程受阻的主要原因。贞观四年至十二年是唐经营西域的积极准备期。这期间唐一边休养生息，励精图治；一边利用东突厥破灭后的机会，逐步向西域推进。同时，唐扫平了经营西域的外围障碍，紧锣密鼓地筹备进军西域的计划。贞观十二年末西突厥分裂，自相攻战，为唐进军西域提供可乘之机。经过十余年的筹划和准备，唐终于开始实施全面经营西域计划了。

贞观十三年到龙朔二年，是唐全面铺开经营西域时期，也是唐代经营西域的高峰期。贞观十三年唐出兵高昌，高昌平定后，唐太宗力排众议，进一步在高昌和可汗浮图城设立了正式州县，并成立安西都护府，将中原地区的州县制度进一步从伊州向西域的纵深推进。在州县之下，还在伊、西、庭三州推行了与内地相同的乡里制度。贞观末，唐太宗经营西域达到顶峰，成为四夷尊奉的“天可汗”。其后即位的唐高宗利用平阿史那贺鲁叛乱之机，在西域各地设立羁縻府州，迎来了西域历史发展的新时代。这一时期，唐通过几次大规模的军事行动，全面控制了西域，并向天山南北发展。唐对西域经营每前进一步，都是对北方边境开拓成功的结果。击败突厥、薛延陀，招慰铁勒，一方面使唐专心在西域用兵用兵，无后顾之忧，另一方面也为唐经营西域补充兵源，大量游牧兵随唐进军西域，使唐在西域的战争取得摧枯拉朽之效。

龙朔三年至神龙元年，吐蕃参与到西域的角逐中，唐代经营西域进入了持久战时期，这是唐代西域经营的巩固期。

神龙初至天宝十四载，是唐代经营西域的发展期。这一时期的最大特点是大食在吐蕃之后，加入了对西域的争夺。大食扩张是七、八世纪欧亚历史上最重要的事件。实际上，终天宝之世，大食势力一直未达到葱岭以东，对唐并不构成致命威胁。但大食向中亚的扩张和与吐蕃的联兵，对唐代的西域形势产生重大影响。这一时期，唐经营西域的重点是隔断吐蕃与大食的联合。天宝十载（651年）唐与大食直接交战。怛逻斯之战，一方面使唐势力退出葱岭以西，一方面由于一些兵士及工匠被俘，导致了中国造纸术的西传。但怛逻斯之战对唐在葱岭以东的政治并无影响。

安史乱后，唐西北边军撤出西域，安西、北庭都护府成为孤岛。面对吐蕃的进攻，安西、北庭孤军奋战，为唐坚守，自筹经费，苦苦支撑，至贞元十九年（803年）全部沦陷。这是唐经营西域的坚守期。

综上所述，隋唐西域经营都经历了不同历史阶段，呈现出曲折的特点，这表明西域经营的艰苦卓绝，展示了唐代勇于开拓进取的精神风貌。

西域经营与中原王朝国力强弱、政治清浊、经济繁衰，直接相关。当隋唐国力强盛、经济发展时，西域稳定；反之则西域动乱，甚至脱离中原王朝。隋末政治混乱，丧失对西域控制；唐安史乱后国家由盛转衰，也成为西域经营的转折点，虽安西、北庭艰苦坚守，还是丧失了“安西万里疆”。唐太宗曾对群臣说：“朕始即位，或言天子欲耀兵，振伏四夷，惟魏征劝我修文德，安中夏，中夏安，远人伏矣。今天下大安，四夷君长皆来献，此征力也。” “中夏安，远人伏”，正是中原王朝与边疆治乱相连关系的概括，边疆稳定系于国家内部之平安。而隋唐经营西域的演变历程，正是西域与中原休戚与共的证明。

隋唐时期奉行“关中本位政策”，其重心在西北，因而隋唐倾全力经营，开拓进取，将疆域推向更西。隋代经营西域较晚，炀帝因在东北亚穷兵黩武而灭亡，开拓西北计划未完全展开。而唐面从北、南、西三面向西域交集的突厥、吐蕃、大食，深思熟虑，周密部署，开拓进取，开发西之路更具有复杂性和艰巨性。唐代在西域并非盲目开疆拓土，其目的“不以远物为珍，匪求遐方之贡”，而是出于国防安全的深谋远虑，为了国家统一，“亦存声教”，使汉文化进入西域，保证天下之长治久安，四海宁一，实现天下太平的治国理念。因此，西域经营格局宏大，气象万千，开拓了西域经营的新局面。