Doğu Türkistan tarihte ilk Türk devleti olarak kabul edilen Hun İmparatorluğu'ndan itibaren Göktürk, Uygur ve Karahanlı gibi birçok Türk devletinin kurulduğu sahadır. (bk. Göktürkler, Karahanlılar). Kadim İpek yolunun en önemli güzergâhlarından biri olan bu coğrafya; farklı medeniyetlerin bir arada buluşmasını sağlamış ve çeşitli kültürlere ev sahipliği yapmıştır. Doğu Türkistan coğrafyasında benimsenen değerler, oluşturulan kurumlar, yetişen şahsiyetler, neşredilen eserler ve edinilen tecrübelerle, millî ve dinî varlığın korunması, düşünce ve hayat tarzının şekillenmesi, tarih boyunca Türk ilim ve eğitim hayatı için son derece ehemmiyetli olmuştur.
Bozkır hayatından yerleşik hayata geçerek, tarihe bundan sonra pek çok iz bırakacak olan Uygurlar, 745 yılında Ötüken'de bir asır boyunca yaşayacak olan Uygur Kağanlığı'nı kurdu. O sıralar Altay, Ötüken ve Baykal çevreleri Şamanlığın merkeziydi. Şaman, bahşı, umay adları verilen din adamları Uygurlar'ın dünya görüşü ve dinî telakkilerinde önemli tesiri oldu. 763 yılında Uygur hakanlarından Bökü Kağan Maniheizm'i Uygurlar arasına soktu ve devlet dini olarak kabul edildi. Orhon şehrinin inşa edilmesiyle birlikte çok sayıda Maniheizm tapınakları yapıldı, okulları açıldı, böylelikle Maniheizm eğitimi yaygınlaştı.
Bu dönemde Uygurlar on iki hayvanlı Türk takvimini ilk olarak kullanmaya başladı. "Bökü Kağan" ve "Şarkı Ustası Çengi" gibi rivayetlerin örnek teşkil ettiği gibi folklorun da eğitimde önemli rolü oldu. V. yüzyıla kadar eski Türk yazısını kullanan Uygurlar, akabinde Orhon (eski) Uygur yazısını kullanmaya başladılar. Eğitim, kültür ve tarih alanlarında çok sayıda koşuk, güfte, pedagojik risale ve ilmî eserler yazıldı, bengü taşlar dikildi. Eski Uygur yazısıyla yazılan ilk didaktik eser Çastani İlk Beg Destanı, Kogusur Altun'un (507-687) meşhur Tura Türküsü ve Kutluk Bilge Kül Kağan Bengü Taşı bunun en önemli örneklerinden sayılır.
İdikut Uygur Kağanlığı Döneminde Eğitim (860-1284): Kırgızlar 840 yılında kalabalık bir kuvvetle Uygur topraklarına saldırdı ve başşehir Ordubalık'ı ele geçirdi. Ötüken'den ayrılmak mecburiyetinde kalan Uygurlar'ın çoğu, tarih boyunca atalarının yaşadığı ve yurt edindiği Altay dağları ve Tanrı dağlarının kuzey ve güney kısımlarına gelerek akrabalarıyla buluştu; kısa bir sürede siyasî ve kültürel merkezlerini oluşturdu. Turfan merkezli İdikut Uygur Kağanlığı'nı kurmayı başardı.
Çok sayıda yazma eser bulunan ve "yeraltı kütüphanesi" ismiyle ün kazanan, Turfan İdikut, aynı zamanda Uygurlar'ın yazıyı kullanmasıyla birlikte eğitimde ilk temellerin atıldığı yer oldu. Burada ibadet alanları kurulmuş, okullar açılmış ve Maniheizm Müritlerinin Tövbenâmesi, Irk Bitig, Altun Yaruk, Maitrisimit Nom Bitig ve Pançatantra gibi çok sayıda eser tercüme edilmiş ve yazılmıştır.
Bilgin ve öğreticiler hürmet görmüş, onlara "ilteber" denmiştir. Kitap yazanlara ya da yazıp çoğaltanlara "buyan" denilerek yücelik atfedilmiştir. Çeşitli eğitim unvanları tesis edilmiş ve "bilge kurulu" oluşturularak eğitim faaliyetleri yürütülmüştür. "Sanskritçe-Uygurca", "Çince-Uygurca", "Toharca-Uygurca" ve "Soğdca-Uygurca" gibi izahlı lugatlar hazırlanmıştır. İdikut Uygurları kâğıdı icat etmiş, Karahoca'da bir kâğıt yapımı gerçekleştirilmiştir; ahşap matbaayı kurarak çeşitli renklerde kitaplar basılmıştır. Kâğıt üzerine tek harf kalıplarıyla baskı yapmak ve kitap basma sanatı da Uygurlar tarafından keşfedilmiştir.
Uygurlar'ın Budizm'i kabul etmesiyle birlikte Doğu Türkistan'ın Hotan, Kuçar ve İdikut gibi önemli merkezlerinde Budizm, eğitim ve sanat alanlarında kök salmaya başladı. Çok sayıda eğitimci, öğretmen, dil bilimci, çevirmen ve ressam yetişti. Onlardan bilgin Portidin (233-348), Batı Jin Hanedanlığı'nın (265-316) daveti üzerine 310 yılında Turfan'dan hanedanlık başşehri Luo-yang'a geldi ve burada uzun yıl eğitim faaliyetleri ile meşgul oldu, 900'e yakın ibadethane okulu tesis etti. Türkistan'dan, Hindistan'dan ve Çin'in muhtelif yerlerinden öğrenciler ve rahipler Luo-yang'a gelerek onun derslerine katıldı. Çok sayıda Budizm âlimi ve on binlerce öğrenci yetiştirdi.
Keza öğretmen ve dil bilimci Komaraciva (344-413), saygın âlim olarak şöhret sahibi oldu. Binlerce öğrenci onun derslerini dinledi. Sanskritçe, Tangutça, Çince, Toharca ve Eftalitçe bilen Komaraciva çeşitli lugatlar hazırladı, çeviri bilimi ile alakalı dersler verdi, çok sayıda Budizm eserini Sanskritçe'den başta Çince olmak üzere başka dillere çevirdi.
Yazar ve öğretmen olan Pirhuylan (736-820) Tang Hanedanlığı'nın (618-917) başşehri Chang-an'da yirmi yılı aşkın çalışma sonucunda 100 ciltten fazla olan Umumi Akideler Şerhi adlı eseri yazıp tamamladı. Budizm âlimlerinin elinden düşürmediği bu eser, okullarda ders kitabı olarak okutuldu.
Eğitimci ve dil bilimci Singku Seli, İdikut Uygur Kağanlığı'nın yazlık başşehri Beşbalık'ta doğdu. Toharca, Sanskritçe, Çince ve Tangutça gibi dillere hâkimdi. Karahoca ve Cimsar gibi yerlerde uzun yıllar öğretmenlik yaptı.
X. yüzyılın başlarından itibaren İslamiyet'in, Karahanlılar'ın başşehirlerinden biri olan Kâşgar'da etkisini hissettirmeye başlaması, Budizm'in binyıllık mâzisiyle ikinci ana merkezi olarak da bilinen Doğu Türkistan için önemli bir hadise idi. Dönemin büyük İslam âlimlerinden olan Ebü'l-Hasan Seyyid Hâtem ve Seyyid Celâleddin Bağdâdî'nin Ordukent'e (Kâşgar) gelmeleri, bu coğrafyada İslam dininin yayılması ve buna bağlı eğitim temellerinin oluşmasında önemli rol oynadı. Önce Satuk Buğra Han, ardından da bütün Kâşgar ahalisi İslamiyet'i kabul etti. Karahanlılar ile yirmi yılı aşkın süren savaş sonrası Hotanlılar mağlup olunca Budizm'in önemli kalelerinden biri olan Hotan'da da ahalinin tamamı müslüman oldu.
Kâşgar'da Karahanlılar'ın en önemli eğitim merkezlerinden biri olan Medrese-yi Sâciye'de (Hanlık Medresesi) Hüseyin İbn Halep, Seyyid Celâleddin Bağdâdî, Hoca Yâkup Süzükî, Hüseyin Feyzullah, Cemâleddin Kâşgarî, Reşîd Kâşgarî ve İmâmüddin Kâşgarî gibi meşhur âlimler dersler verdi. Eğitim müfredatını ise matematik, felsefe, dil bilimi, gök bilimi, tababet ilmi, mantık, tarih, coğrafya ve ilm-i ahvâli'r-ruh gibi dersler oluşturdu. Bu dönemde İslam felsefe geleneğinde Aristo'dan sonra ikinci öğretmen olarak da bilinen filozof ve bilgin Fârâbî, Dîvânü Lügati't Türk adlı eserin müellifi Kâşgarlı Mahmud, Kutadgu Bilig adlı eserin müellifi Yûsuf Has Hâcib, Atebetü'l-Hakâyık adlı eserin müellifi Edib Ahmed Yüknekî, Uygur tababetinde önemli yeri haiz Şerh-i el-Kanûn adlı eserin müellifi İmâmüddin Kâşgarî, allame Alâeddin Muhammed Hotanî gibi seçkin şahsiyetler yetişti.
Uygur âlimi Tata Tonga Cengiz Han'ın 1225 yılında ikinci oğlu Çağatay'a verdiği topraklara dahil olan Doğu Türkistan'daki Çağatay Hanlığı döneminde devletin mühürdarı, aynı zamanda hanedanın öğretmeni idi. Başşehir Almalık (İli), Buhara ve Kâşgar gibi şehirler Türkistan topraklarının ilim merkezleri haline gelmişti. Doğu Türkistan genel valisi, eğitimci ve ziraat mühendisi olan Mesud Beg, Kıtanlar'ın 1216 yılındaki saldırılarında yıkıma uğrayan Medrese-yi Sâciye'nin harabesine 1260 yılında Mesûdiye Medresesi'ni, yanına ise meşhur Saâdet Kütüphanesi'ni inşa ettirdi.
Tanınmış âlim Cemâl-i Karşî Mesûdiye Medresesi'nde müderrislik yaptı. Dinî ilimlerin yanı sıra Aristo, Sokrat, Hârizmî, Fârâbî ve İbn Sînâ felsefeleri okutuldu; buraya Keşmir, Lahor, Balasagun, Horasan ve Kıpçak bozkırları gibi çeşitli iklimlerden ve Doğu Türkistan'ın muhtelif bölgelerinden eğitim için her yıl çok sayıda talebe geldi. Allame, müderris ve molla gibi unvanlar tesis edildi. Mezun olanlardan bazıları Çağatay ulusunun yönetici kadrolarında görev aldı. Seyid Kâşgarî gibi öğretmenler yetişti. Keza Ali Şîr Nevâyî'nin "melikü'l-kelâm" olarak methettiği yazar ve eğitimci Mevlânâ Ubeydullah Lutfî de bu medresede yetişti ve Türkistan coğrafyasının önemli ilim merkezlerinde dersler verdi; Zafernâme adlı eseri Farsça'dan Uygur Türkçesi'ne tercüme etti. Oldukça hacimli Gül ve Nevruz adlı destanı, Uygur edebî dilinin temellerinin oluşmasında önemli izler bıraktı. Yeniden eski şöhretine kavuşan Kâşgar "Sânî Buhara" (ikinci Buhara) olarak da anıldı.
Doğu Türkistan'daki Yarkent Hanlığı Döneminde Eğitim (1514-1678): Zamanın en önemli eğitim merkezlerinden Mirza Haydar Medresesi 1522 yılında, Sâkiye Medresesi ise 1630 yılında inşa edildi. Sipâhiye, Şifâhiye, Hudûdiye ve Ayna-yı Sefâret gibi meslekî mektepler başta olmak üzere yüzlerce okul açıldı. Buralarda dinî ilimler, felsefe, tarih, coğrafya, gök bilimi, hüsnühat, musiki, Arapça, Farsça ve Uygurca dil bilgisi ve edebiyat dersleri okutuldu. Bu dönemde tarih yazıcılığı sahasında gelişme sağlandı. Uygur klasik müziğinin temeli oluşturuldu, hüsn-ü hat müstakil bir sanat dalı haline geldi, nadir eserler ve ders kitapları hattatlar tarafından yazıldı. Mühürler, damgalar, mezar taşları, medrese duvarları, kubbe ve minareler hüsn-ü hat ile bezendi. Abdürreşid Han, Mirza Haydar Kâşgarî, Amannisahan, Kadirhan Yarkendî, Mevlânâ Hulki, Mirza Mirek Çalış ve Ayâzî gibi çok sayıda âlim, öğretmen, musikişinas, tarihçi, edip ve mimarlar yetişti.
XVIII. yüzyılda Mançular'ın Doğu Türkistan taarruzu henüz vuku bulmadan önce kuzeyde İli merkezli Cungarya Hanlığı, güneyde ise başşehri Kâşgar olan Hocalar saltanatı mevcut idi. Karadağlılar ve Akdağlılar olmak üzere iki hasım güç haline gelen Hocalar zamanında taht kavgaları sonucu devlet birbirine muhasım iki kısma bölündü. Eğitim, öğretim ve bilim hayatı Doğu Türkistan'da böylece durgunluğa uğradı. XX. yüzyılın başlarında Türkistan coğrafyasında "usûl-i kadim"e mukabil vuku bulan "usûl-i cedit" eğitim hareketinin tesiriyle Hüseyin Musabay, Bavudun Musabay, Ebülkadir Dâmolla Kâşgarî, Taş Ahunum, Maksut Muhiti ve Hamit Hacı gibi şahsiyetler yetişti. Bunların girişimleriyle Artış, İli, Kâşgar, Yarkent, Turfan ve Kuçar gibi merkezler başta olmak üzere yeni eğitim sistemi dönemine kapılarını açtı.
Doğu Türkistan'daki ilim ve eğitim geleneğinde vakıflar yine temel destekleyici kurumlardır. Esasen Türk dünyasında vakıf kurumu ile vesikalarına burada rastlanmaktadır. Vakıflar hem tekkelerin hem de müderrislerin ihtiyaçlarını karşılıyor, eğitim müesseselerinin yaşamalarına da zemin hazırlıyorlardı. Medreselerin idarî teşkilatlanması mütevelli, ahund (idareci), müderris ve çarukbaş denilen hizmet personelinden müteşekkil idi. Yaygın eğitim anlamında da meşrep adı verilen ev toplantıları ve sohbetler çok önemliydi ve kuşaklar arasında gelenek, görenek ve kültürün aktarımında vazgeçilmez konumdaydı.