歷史上所指之西域，並無一定之範圍，且西域諸國之名稱亦隨時代轉換而屢有改變。佛教史上之西域，係指從印度興起佛教後，由陸路東傳中國所經之地區，大抵即西元前三世紀大月氏統領下之大夏及阿富汗斯坦一部分、迦濕彌羅、今旁遮普一部分、安息國勢力範圍下之波斯北部、康居國勢力範圍下之下底栗弋（Sagdiana）等。而諸國中，與佛教有關者，蔥嶺以西有月氏（今俄屬土耳其斯坦、阿富汗、北印度）、安息、康居（今土耳其斯坦北部、西伯利亞南部）、犍陀羅（今阿富汗之幹達馬克）、罽賓（即迦濕彌羅，今北印度喀什米爾），蔥嶺以東則有于闐、斫句迦（今莎車東南）、龜玆（今庫車）、疏勒（今喀什噶爾）、高昌（今吐魯番）等。其中以犍陀羅與罽賓兩國最重要。

西域佛教之興盛始於西元前二六○年頃，阿育王曾派遣摩訶勒棄多（梵 Mahārakkhita）、末闡提（梵 Majjhāntika）至此地傳教。摩訶勒棄多主要布道於印度西北之希臘殖民地臾那國（Yona），復擴及阿富汗、安息、康居等地，末闡提則在犍陀羅、迦濕彌羅等地布教。佛教於西域迅速流布，至西元四世紀，高昌甚至奉為國教，彼時即西域佛教之鼎盛期。

在此之前，佛教已經由西域東傳我國，而西域諸國古德名僧亦入我國傳譯經典，如安息之安世高、曇無諦、安法賢、安法欽，月支之支婁迦讖、支曜、支謙、法護、支法度、曇摩難提、支道根，康居之康巨、康孟詳、康僧鎧、康僧會、曇諦，龜玆之帛延、帛尸梨密、帛法炬、佛圖澄、蓮華精進，罽賓之僧伽跋澄、僧伽提婆、僧伽羅叉、曇摩耶舍、弗若多羅、卑摩羅叉、佛陀耶舍、求那跋摩等。

自西元二世紀至五世紀，西域教派多屬小乘，彼時盛行小乘者有疏勒、罽賓、犍陀羅；大小乘思想混合，而仍以小乘為主流者有安息、康居、龜玆，惟信大乘者為子合（即大唐西域記所載斫句迦，當今蔥嶺以東瓦罕山谷一帶），盛行大乘者另有高昌、于闐等。五世紀以後，犍陀羅因無著（梵 Asajga）、世親（梵 Vasubandhu）二大乘學僧之出世，大乘佛教遂有流行北印度之趨勢。隨著佛教之流布，佛塔、雕刻、繪畫等佛教藝術亦因而發達，佛像多以泥土、漆灰為原料，佛畫以壁畫為主，樣式則多為融合希臘、羅馬、印度三種精神之犍陀羅系統，此外亦有回鶻式（多於吐魯番附近）、喇嘛式。七世紀以後，中國美術色彩漸濃，遺物多在吐魯番一帶。至於其取材範圍，則佛像主要有佛陀及觀音、文殊等菩薩，繪畫以賢愚經、六度集經等之故事為對像。經典之編纂、書寫、翻譯亦極盛行，僅高昌、于闐二地，即有中阿含（優婆利經）、小部經藏（法句經數葉）、般若（大品般若十數葉、金剛般若）、秘密（無量門陀羅尼、大白傘蓋咒）、大積（月藏分、寶幢、日藏分、賢護分）等二十餘種為後人發現。

隋唐之際（七世紀），穆罕默德創回教於大食，以兵力行教，馬蹄所至，佛教盡為所滅，安息、大月氏、康居、迦濕彌羅、犍陀羅、疏勒、于闐、龜玆、高昌等國佛教，先後於佛入滅後七百年至二千一百年（三國至明代）間，為祆教、回教浸淫吞併，西域佛教從此絕跡。

近代各國學者至東土耳其斯坦探險考古之風甚盛，經多次至庫車、和闐、吐魯番、喀喇沙爾、敦煌千佛洞、烏魯木齊、羅布諾爾等地挖掘，遂有佛像、佛畫、經典及其他文化遺物之出土，使西域文物之研究有長足進步。［史記大宛列傳第六十三、唐書西域列傳第一四六、漢西域圖考、古今圖書集成邊裔典第四十三至第七十三、西域之佛教、中央亞細亞探檢の經過とその成果、西域佛教の研究（羽溪了諦，宗教研究特輯號）、H. Yule: Cathay and the Way Thither, vol. 1］（參閱「迦濕彌羅國」3978、「犍馱羅國」5522） p2581