忽必烈生前深心倾注于两位重量级人物：嫡长子甘麻剌和嫡三子铁穆耳。他们各具才华，忽必烈在世时未能明确决定继承人，然而朝廷中各阶层的贵族、宗王与臣子都明白了帝王的心意——从这二人的中选择一位继承大业。按照汉族传统的嫡长子继承制，汉臣们更倾向于拥立甘麻剌，但太子的母亲阔阔真却偏爱铁穆耳，她希望后者登基。在蒙古宗室内部意见分歧之际，阔阔真提议通过公开诵读祖训来决断皇位归属。当时年幼患口吃的甘麻剌未能胜出，而铁穆耳则顺利登基成为元成宗，这一切发生在1294年的某个日子。
忽必烈执政期间，其汗国的海都汗和笃哇汗拒绝认可他的蒙古大汗地位，从而导致帝国四分五裂。这两个对手不仅频繁挑起冲突，在元朝西北地区也不断制造问题。面对这一局势，忽必烈发动军事行动，他们采取游击战术避免正面交锋，最终迫使元军难以完全将其征服。一旦元成宗上台，他放弃了外扩张政策，将注意力转向国内事务，并派遣侄子海山率军彻底消灭了海都和笃哇，以及他们的继任者哇、察八儿，使得钦察汗国最终归附。
虽然少年时期铁穆耳有过酗酒恶习，但他后来凭借坚强意志克服了这些毛病。不幸的是，由于早年过度纵欲，他身体健康遭受严重影响。他不到40岁便开始频感疾病，对朝政漠视，将权力委托给皇后卜鲁罕处理。她与色目官僚勾结排挤汉族官员，以欺瞒的手段混乱政务直至1307年，在大都玉德殿去世，当时他只有42岁。
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