1260年蒙古帝国分裂，忽必烈在中国登基称帝，1271年定国号为大元，1368年北撤塞北，1388年被阿里不哥后裔推翻，大元国号废除。此外元朝还追尊大蒙古国前四汗为大元皇帝。
国立故宫博物院藏铁木真像
成吉思汗（1162年11月12日－1227年8月25日），即元太祖，又称成吉思皇帝、成吉思可汗。为13世纪初（南宋后期）蒙古民族领袖，是大蒙古国首任大汗，中国历史（包括元朝）乃至世界历史中最具知名度和影响力的帝王、政治家、军事家、战略家、统帅之一。成吉思汗奠定后世“西征”的政策的基础，其开创的蒙古帝国称霸欧亚，为欧洲带来翻天覆地的变化。成吉思汗是为元朝建立者元世祖忽必烈的祖父。名铁木真,孛儿只斤氏，尼伦蒙古乞颜部人。1206年春天—1227年8月25日在位，在位22年。1206年他登基时被诸王和群臣上蒙语尊号成吉思合罕。
拖雷（1191年－1232年）又译图垒，是元太祖成吉思汗的幼子，排行第四。拖雷和正妻唆鲁禾帖尼生有四子：蒙哥、忽必烈、旭烈兀、阿里不哥。据《元史》，拖雷一共有子十一人。1227年8月25日至1229年9月13日担任大蒙古国（蒙古帝国）监国，历时二年。
台北国立故宫博物院藏窝阔台汗像
窝阔台汗（1186年11月7日－1241年12月11日），又作斡歌歹、和歌台、倭阔岱等，孛儿只斤氏，成吉思汗第三子，大蒙古国大汗。他是蒙古帝国第二位大汗，1229年9月13日－1241年12月11日在位，在位12年零3个月。他登基时接受大汗的称号，和诸汗相区别。
蒙古蒙哥汗
蒙哥汗（1209年1月10日－1259年8月11日），大蒙古国第四任大汗，也是大蒙古国分裂前最后一个受到普遍承认以及能够直接管治整个帝国的大汗。他是成吉思汗幼子拖雷的长子、窝阔台的养子，由窝阔台的昂灰皇后抚养长大。
元世祖忽必烈
元世祖忽必烈薛禅汗（1215年9月23日－1294年2月18日），清代乾隆晚期乾隆帝命改译为呼必赉。孛儿只斤氏，元太祖成吉思汗之孙，元睿宗拖雷的第四子，母亲唆鲁禾帖尼的第二子，元宪宗蒙哥的弟弟，元朝的建立者及其最享负盛名的皇帝。拖雷家族内战时忽必烈于1260年5月5日登基为蒙古大汗，于1271年12月18日至1294年2月18日为元朝皇帝，前后在位34年，作为全中国皇帝在位18年。
1279年3月19日，忽必烈于崖山海战把南宋海上政权残余政权消灭，并在公元1288年攻陷凌霄城，使元朝成为中国历史上第一个由非汉族所建立的大一统王朝。虽然此为蒙古帝国最后一次辉煌的军事成就，但颇伤元气，令财政负担日益沉重，加上其晚年东征日本和讨戈越南，民生困苦，内部斗争严峻，埋下元朝衰退的伏笔。晚年的忽必烈先后丧妻和丧子，身心大受打击，意志变得消沉，开始酗酒，因此终日饱受痛风症和肥胖困扰，健康状况江河日下，最终于1294年2月18日（至元三十一年正月二十二日）在大都驾崩，享年七十九岁。
元成宗铁穆耳 台北国立故宫博物院藏元成宗广孝皇帝像
元成宗铁穆耳（1265年10月15日－1307年2月10日），是元朝第二位皇帝，蒙古帝国第五位大汗，1294年5月10日—1307年2月10日在位，在位13年。元世祖孙、太子真金第三子。清乾隆帝命改译辽、金、元三史中的音译专名，改译特穆尔，今日学界已无人使用。
元武宗海山
元武宗海山（1281年8月4日－1311年1月27日），是元朝第三位皇帝，蒙古帝国第六位大汗，在位4年，自1307年6月21日至1311年1月27日。乃元世祖之曾孙、太子真金之孙、答剌麻八剌之子、元成宗之侄。
元仁宗
元仁宗爱育黎拔力八达，意为“寿山”（1285年4月9日－1320年3月1日）是元朝第四位皇帝，蒙古帝国第七位大汗，1311年4月7日—1320年3月1日在位，一共在位9年。1330年5月25日，群臣为图帖睦尔上汉语尊号钦天统圣至德诚功大文孝皇帝。他早年被流放至海南，是中国历史上唯一曾到过海南的皇帝。元文宗在位期间，丞相燕帖木儿自恃有功，玩弄朝廷，元朝朝政更加腐败，国势更加衰落。文宗在位期间国内多次爆发民变，大动乱正在酝酿之中。至顺三年八月十二日（1332年9月2日），元文宗在上都病逝，终年28岁。
元文宗图帖睦尔（1304年2月16日－1332年9月2日），是元朝第八位皇帝，蒙古帝国第十一位大汗，两次在位，第一次在位时间为1328年10月16日—1329年4月3日。后复位，第二次在位时间为1329年9月8日—1332年9月2日，在位时间共4年，他是元武宗的次子。
元明宗景孝皇帝肖像
元明宗和世㻋（1300年12月22日－1329年8月30日），是元朝第九位皇帝，蒙古帝国第十二位大汗，1329年2月27日至1329年8月30日在位，在位185天。元武宗长子。天历二年八月六日（1329年8月30日），元明宗和世㻋暴卒，有一说他被燕帖木儿毒死，明宗去世时享年30岁。1329年9月8日，燕帖木儿重新拥戴元文宗复辟，由于当时的年号是天历，因此史称天历之变。
元宁宗懿璘质班（1326年5月1日－1332年12月14日）是元朝第十位皇帝，蒙古帝国第十四位大汗。元明宗次子。1332年10月23日—1332年12月14日在位，在位2个月。后世史家大多认为元宁宗的在位时日及其寿命都颇为短促，未曾实际统治，并批评当时的大臣为他加上庙号是违反礼制及不学无术。
元顺帝肖像
元顺帝妥懽贴睦尔（蒙古语：ᠲᠣᠭᠠᠨᠲᠡᠮᠦᠷ，1320年5月25日－1370年5月23日），清刊《元史》、清修《续资治通鉴》改译托欢特穆尔，元朝庙号为惠宗，蒙古语称号乌哈噶图汗，明朝谥号为顺帝，又称至正帝，元朝第十一位皇帝，蒙古帝国第十四位大汗，他是元朝北迁前的最后一位皇帝，之后领导北元继续与明朝对峙。在位时间是从1333年7月19日至1370年5月23日，在位37年。
至正二十八年闰七月二十八日（1368年9月10日），徐达率领的军队逼近大都，元顺帝夜半开大都的健德门北奔，率太子爱猷识理答腊、后妃、臣僚等离开大都。八月初二日（1368年9月14日），明朝军队从大都的齐化门攻城而入，元朝正式退出中原，回到北方草原，史称北元。八月初四日（1368年9月16日），元顺帝到达上都。至正二十九年六月十三日（1369年7月16日），明军逼近上都，元顺帝离开上都，当天到达应昌。六月十七日（1369年7月20日），明军将领常遇春攻克上都。元顺帝在上都和应昌曾两次组织兵力试图收复大都，但都被明朝军队击败。
庚戌狗年元顺帝至正三十年、明太祖洪武三年四月二十八日（1370年5月23日），顺帝因痢疾崩于应昌，享年50岁。皇太子爱猷识理答腊在应昌继承了皇位，史称元昭宗，并于1371年改元宣光。至正三十年五月十六日（1370年6月10日），明军将领李文忠攻克应昌，元昭宗逃往和林延续北元，继续和明朝对抗。
