忽必烈生前深心倾注于两位子嗣，真金的嫡长子甘麻剌与嫡三子铁穆耳，他们各具才华，令忽必烈难以立即决断。尽管生前的确无明确皇位继承人，但朝中诸宗王贵族及臣工皆知其意，即从这两人中选出一人继承帝业。
此事宜难以决断，以至采取了一种特殊之举来确定皇位继承人。汉臣依循着传统的中原皇室嫡长子继承制，倾向于推崇嫡长子的甘麻剌为新君。但是真金的太子妃阔阔真却偏爱三儿子铁穆耳，她希望能让后者登基。蒙古宗王们对此议亦有异同，一时谁应君临天下无法定夺。在众多意见纷争之后，阔阔真的提议逐渐占据了上风——让两个兄弟在众目睽睽之下进行诵读祖训比赛，看谁胜出便可成为新帝。当母后的眼光洞悉儿子的本质，患口吃的甘麻剌自然败北，而铁穆耳则在1294年顺利登基称帝，被尊称为元成宗。
在忽必烈统治时期，其汗国分裂四方，其中海都汗领衔察合台汗国笃哇汗，不仅不认可忽必烈的大蒙古帝国地位，而且频繁挑起战端，在元朝西北地区不断制造扰乱。此一局面下的战争持续进行，无论是用正规军还是游击战术，都未能彻底平息问题。直到元成宗即位后，他停止了对外扩张，并致力于解决国内困扰，并派遣侄弟海山率兵成功击退了海都和笃哇，让他们的继任者都哇、察八儿归降于元朝。这一系列行动，使得伊尔汗国原本就接受元朝宗主地位，加上钦察汗国远离而又习惯随波逐流，最终导致四大汗国均默认元朝皇帝是成吉思汗合法继承人的身份，从而将蒙古帝国名义上的统一重新实现。
少年时期的铁穆耳曾经酗酒，但他凭借坚定的毅力克服了这一缺点。不过，这些年的颠簸已经严重损害了他的健康。他不到40岁，就开始频繁疾病，对政务也渐行渐远，将权力委托给妻子卜鲁罕处理。而卜鲁罕与色目官僚勾结排挤汉族官员，与其他势力相互牟取私利，不负责任地干预政务，使得整个国家政治日益混乱不堪。
最终，在1307年，大都（今北京）的玉德殿里，铁穆耳去世，他只活到了42岁左右。这段历史展现出了一个由内忧外患、权力的斗争和个人命运交织而成的人物形象，以及当时社会政治环境中的复杂性和矛盾性。
