西域最初的垦戍，始于西汉。其目的有三:一是截断当时匈奴“右臂”，削弱其人力、物力、财力的一大来源，扼制其侵犯边地、骚扰中原之气焰；二是为统一西域，做好物质准备和军事部署；三是为开辟国际商贸大通道，创造良好环境和心要条件。为此，西汉朝廷在军垦屯戍区的造点布局方面，充分体现了这个战略方针。
西汉在西域的屯田，先后共有12处。按丝绸之路来划分，可分成三线六区。即：南道的都善区、莎车区；北道的车师区、轮台区、姑墨区；天山以北的鸟到区。初期选点，侧重于断匈奴“右臂”。因而，首选点区在鸟孙。汉武帝于元封六年(前年)命在伊列河(今伊犁河)谷的眩雷，开辟出第一块星田，田卒虽然只有数百人，但对巩固西汉-鸟孙军事联盟，却起到了重要的作用。乌孙是西域第号大国。当时西域共有49国，总人口不到万，乌孙一家就占有63万；西域总兵力为23.6万，乌孙独占18.8万精骑兵。这就说明，乌孙人口占西域总人口近半数，占总兵力的四分之三还强。因而，只要巩固好汉-乌联盟，则西汉统一西域之大业必成，丝绸之路必通矣。汉武帝派张骞第二次出使西域，远公主乌孙王，开辟第一块屯田区，都是朝着这个大目标逐步向前推进的。而细君、解忧两应公主，深明此中大义，都悉心竭力、鞠躬尽瘁地完成这一使命。后来乌孙老王谢世，发生权力之争，分国为二；鸟孙内乱，西域亦无宁日。于是，汉宣需采取紧急措施，于甘露元年(前53年)，命长罗侯常惠将三校剧率三千人屯田乌孙王都赤谷城(今中亚伊塞克湖东南的伊什提克)。这是西汉在西域屯田史上派驻官兵最多的一次。由此乌孙内乱平定，乌孙二国之王均接受汉朝印绶，隶属于西域都护直接领导，西域乃安。
丝绸之路南道一线，共有两个星田屯戍区。汉昭帝元凤四年(前77年)、楼兰王勾结匈奴，劫杀汉使，阻塞交通，被傅介子除掉之后，更其国名为都善，乃立侍子尉者屠耆为都善王，迁都伊循城(今新疆米兰伊循城旧址)，同时派军进驻伊循城与楼兰城(原新疆罗布泊西北楼兰城旧址)，并派使者校尉郑吉在其两城附近垦田屯戊，领护鄯善以西丝绸之路南道。从都善至莎车、至葱岭，沿途设置驿站、烽燧，供给过往的商旅食宿，保障交通安全。西汉皇朝纸筹建设、统一管理西域丝绸之路，由此开始。楼兰城和伊循城，是汉家通过河西走廊，出玉门关、阳关，进入西域的咽喉之地，又是连接丝绸之路南道与北道的交叉路口，乃是兵家必争之地。因此，在这两处星垦田屯戍，对于保护丝路畅通至为关键。神爵三年(前59年)又在南道西邮要镇莎车国王城附近(今新疆莎车县东北)开辟新的垦田屯戍区，驻军千人。莎车是南道西部进出的咽喉，土地肥沃，水草丰茂，宜农宜牧。周边游牧行国，多在此寄田积谷。东联于阗，西控葱岭。极东与鄯善首尾呼应，足以保障南道畅通。因而，丝绸之路南道，是最早开路出来的，延续时间最长的一条国际商旅大通道。
丝绸之路原北道，乃是西域腹部交通线路，具有抚南控北，联东镇西的作用。因而，西汉皇朝在这条大道的沿线上布置的屯田区，也最为密集。太初四年(前年)，汉武帝下令于轮台(今新疆轮台县东南)、渠犁(今新疆库尔勒市西部)二处同时星田屯成。元凤四年(前77年)，汉昭需采纳桑弘羊扩大轮台垦区的宏伟计划，任命扌于弥国王太子赖丹为校尉，统一领导两垦区事务，筹划拓展。这为后来西域都护府设置于乌垒城（今新疆轮台县策云乡)，构成了东西屏隔，提供了粮草和安全保证，也为解除匈奴对龟兹、焉耆的统治构成威慑力量。不久，龟效、焉耆归汉。汉宣帝又于甘露三年(前51年)同时在龟兹、焉者两国之地垦田屯戍(龟兹是西域第三号大国，有人口8万，精兵2万；焉耆是西域第四号大国，有人口3.2万，精兵6千人。他们曾经勾结自称是中道的霸主)。从而，使上述四处屯田，连成一片，形成了西汉在西域中田成边的中心大区，北与乌孙相呼应，足以节制西域大局。在此前后，汉宣帝于地节三年(前67年)派兵进驻交河(今新疆吐鲁番市郊)电田，汉元帝于初元元年(前48年)派兵进驻高昌(今吐鲁番市阿斯塔那村)屯田，汉成需于建始三年(前30年)，派兵驻姑墨(今新疆阿克苏市附近)屯田。从而，丝绸之路中道一线，畅通无阳，国泰民安，物丰商茂。神爵二年(前60年)，汉宣帝又命郑吉乘护中道，当时西域的交通，只有这两条大道，都由郑吉来管辖护理，故赐号都护，都护之取由是始焉。郑吉开府设官，名之为西域都护府。都护府是西汉皇朝派驻西域的最高军政长官公署，从而汉之号合，乃颁行西域。西汉之统一西域，为丝绸之路的大一统开发建设，统一管理、护卫，创造了先決条件，奠定了坚实基础。西汉时期，共向西域派出都护十八任，屯田吏卒2万余人，垦田50余万亩。当时西域的经济以牧业为主，农业人口为26.6万人，只占总人口的五分之一如果除去老少病残，真正从事农业生产的。也就是10余万人。由于军垦的2万人,都是精壮劳动力，并且握有先进生产技术，因此，他们创造的粮食产量，为西或年均总产的三分之一。再加上民星，犯垦的粮食收获，可达西域年产之半。这对于西域经济的发展，丝绸之路的建设、养护、守卫与管理，都起到了巨大的推动作用。
西汉末期，由于王莽篡权，中原发生权力之争、无暇西顾，乃军闭关，垦区逐渐荒废。丝绸之路中断。东汉建立之后．又于永平十六年(公元73年)至建安二十五年(公元年)，在北道一线开职了伊吾(今新疆哈密市四堡乡)、柳中(今新疆部善县鲁克汹乡)、高昌(今新疆吐鲁番市阿斯塔那村)、疏勒(今新疆什市汉诺依遗址附近)四个军垦屯戍区。于南道一线，开辟了楼兰(今新疆楼兰古城遗址附近)、于阗(今新疆和田县)、精绝(今新疆民丰县尼雅遗址附近)三个军星中戍区。中军5千人，垦田10万亩，以此保障丝绸之路再度开放。从魏晋、南北朝至隋朝(公元-年)，除继承东汉军垦中戍区之外，又先后在南道一线增加了鄯善、海头(今新疆东尔臣河流或)、且末(今新疆且末县)三个军星中成区；在北道一线，增加了焉耆戍边区。累计驻军3万余人次，垦田30余万亩，维持着丝绸之路的交通。
唐代是中国经营西域的鼎盛时期，唐太宗于贞观十四年(公元年)设安西都护府于西州(今新疆吐鲁番地区)，高宗时迁龟兹(今新疆库车县)。武则天于长安二年(公元年)，析安西都护府，置北庭都护府。安西都护府辖天山以南、夷播海(今中亚巴尔路什湖)以东、以南一带。北庭都护府辖天山以北地区。唐朝在西域的努力所及远至中亚和西亚地区，在那里设置了许多羁糜都督府和羁糜州。由于北庭都护府的建立，又在天山以北开通了丝绸之路新北道。从此，称新北道为北道，称汉代的北道为中道。南道一线，设有于阗军垦屯戍区。中道一线设有焉耆、乌垒(今新疆轮台县)、龟兹、疏勒、碎叶(今吉尔吉斯共和国北部托克与克附近)五个军垦屯戍区。北道一线，设有伊州甘露川(今巴里坤县东北大河古城遗址附近)、西州(今吐鲁番市东部阿斯塔那附近)、庭州(今吉木萨尔县庭州城遗址附近)、轮台(今鸟鲁木齐市市南郊轮台城遗址附近)、清海(今石河子市附近)五个军星屯戍区。三线共分布十一个垦区，在两大都护府的统筹规划下，由天山以北的四军(庭州潮海军、西州天山军、轮台静塞军、青湖青海军)和天山以南的四镇(龟效、疏勒、于阗、碎叶，碎叶后改在需誉)直接领导,拥兵5万，战时攻守，平时垦殖，开荒50万亩。因而促成了丝绸之路南、中、北三道，并驾齐驱，全面开通，酿造出了丝绸之路国际商贸大交流，空前大繁荣的黄金时代。
宋朝时期，内忧外患，与西域虽有联系，已属于失控状态。元朝时期，由于蒙古族入主中原，成吉思汗西征，分封诸子于西域分国而治。元世祖忽必烈称帝之后统一西域，从至元十五年(年)至成宗大德二年(年)，沿丝绸之路先后设垦区八处。北道一线为：哈密力(唐纳职县城附近)，别失八里（唐庭州城阳近)，腾格尔(今新疆阜康县)，亦里黑(今新疆伊宁市附近)。中道一线为：曲先(今库车县)，可失哈儿(今喀什市附近）。南道一线为：斡端(今和田市附近)。共军屯3.7万人，民屯3.5万戶，垦田百万余亩，足可保证丝路需求与安全。元代后期至明代，成吉思汗的后裔们与当地少数民族首领，纷纷建立地方政权，使西域处于四分五裂的割据状态，丝路断续难通。屯垦形势日见衰落。因此可以得出结论：丝绸之路与军垦屯戍是李生兄弟。历代的军垦屯戍区，完全是按照丝绸之路沿线而分布的。这就是：以军屯田积谷，积谷养军养路，以军筑路护路，以路之税收而饷军，以路之商旅而富民。兵强则田广路壮，兵弱则田少路萎，诚可谓军与田，田与路相依为命，一枯皆枯，一荣皆荣矣！新疆几千年屯田伟业，保留下来大量历史遗存，为西域治理提供无线价值财富。