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孛兒只斤·鐵木真，1206年統一蒙古，稱“成吉思汗”。隨後發動征服戰爭，擊敗金朝，迫降西夏，攻滅花剌子模，征服中亞以及東歐的黑海之濱，史稱“滅國四十”。1265年10月，元世祖忽必烈追尊鐵木真為太祖，諡號“聖武皇帝”。
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窩闊臺，鐵木真三子，1225年封於今額爾齊斯河上游和巴爾喀什湖以東一帶，並建斡耳朵於今新疆額敏縣。1229年，拖雷監國結束後被推舉為蒙古可汗。窩闊臺繼位後，遵守成吉思汗的遺留戰略，終於攻滅金朝。與此同時，窩闊臺又派遣諸王長子在朮赤之子拔都的率領下發動長子西征，兵鋒波及中亞和東歐。1241年，窩闊臺死。1266年，忽必烈追尊窩闊臺為太宗，諡號“英文皇帝”。
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貴由，窩闊臺長子。1241年，長子西征還未結束，貴由還未返回蒙古。於是，乃馬真後便奪取了政權，史稱“乃馬真攝政”。1246年，貴由登位。1247年，吐蕃歸附蒙古。1248年，貴由惱恨拔都未參加忽裡臺大會，發兵討伐，途中病亡。隨後，汗位轉入拖雷一脈。1266年，忽必烈追尊其為定宗，諡號“簡平皇帝”。
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蒙哥，拖雷長子，即位前曾參加過長子西征，活捉欽察首領，攻入俄羅斯，戰功不小，即位後致力於攻滅南宋、大理。同時，蒙哥還派六弟旭烈兀率軍再次西征，為伊利汗國的建立奠定基礎。1259年，蒙哥發動滅宋之戰，卻受阻釣魚城，旋即病逝。1266年，忽必烈追尊其為憲宗，諡號“桓肅皇帝”。
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忽必烈，拖雷四子，與元憲宗一母同胞。蒙哥死後，忽必烈擊敗七弟阿里不哥登位。因其違背蒙古大汗選舉傳統，四大汗國紛紛與之斷絕來往。至此，忽必烈只控制中原、蒙古以及西藏。1271年，忽必烈將“大蒙古國”改名為“大元”。1279年，忽必烈攻滅南宋，統一中國。在位期間，建立行省制，努力恢復社會經濟。1294年，忽必烈病逝，廟號世祖。
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鐵穆耳，忽必烈之孫。1293年受封皇孫，次年繼位。在位期間，基本以守成為主，不僅停止對外戰爭，還專心整頓國內政務。同時，鐵穆耳發兵擊敗叛王海都，穩定了元朝統治。1307年病死，廟號成宗。
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海山，忽必烈故太子真金一脈。1307年元成宗病死，在外統兵的海山奔喪回國，被擁立為帝，避免了元朝被全面伊斯蘭化。1311年，30歲的海山病逝，廟號武宗。
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愛育黎拔力八達，元武宗之弟廟號仁宗。在位期間，大力整頓朝政，推行“以儒治國”的政策，舉辦科舉考試，緩和了漢蒙矛盾。1320年，愛育黎拔力八達病死，臨終前違背與其兄弟約定的兄終弟及、叔侄相傳的約定，將帝位傳給其子英宗，埋下長達13年的內亂隱患。
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碩德八剌，元仁宗嫡子，自幼熟讀儒家經典，1316年被立為皇太子，即位時年僅18歲。1323年，元英宗自上都（今蒙古正藍旗）返回大都途中，被新政觸動利益的貴族刺殺，史稱“南坡之變”，廟號英宗。
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泰定帝也孫鐵木兒初封晉王，鎮守漠北，元英宗遇刺後被擁立為帝，繼位後大肆捕殺發動南坡之變的官員。一生篤信佛教，毫無建樹，1328年死於上都。
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天順帝阿速吉八，在位一個月，泰定帝長子，9歲於上都繼位。此前，元朝大臣燕貼木兒於大都擁立元武宗之子圖帖睦兒繼位，併發兵攻擊阿速吉八，阿速吉八戰敗，隨後不知所蹤。
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元文宗，兩次在位，第一次時間為1328年10月16日—1329年2月27日，第二次為1329年9月8日—1332年9月2日，共計四年。英宗時，圖帖睦兒被流放海南，泰定帝將其召回，賜封懷王。泰定帝死後，圖貼睦兒被元朝權臣搶先一步擁立為帝，居庸關一戰擊敗天順帝。1329年9月8日，已經退位的元文宗為獨攬大權，派人毒死異母兄元明宗和世㻋。
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和世㻋，元武宗長子，廟號明宗。當年，元仁宗違背約定，並將和世㻋流放西域。1329年，已經繼位的元文宗圖帖睦兒擊敗天順帝，迫於武宗當年約定，假意將帝位還給和世㻋。不到半年，銳意改革的和世㻋觸動了權臣燕帖木兒的利益。隨即，元文宗和燕帖木兒聯合將其毒死。
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懿璘質班，和世㻋次子，1332年10月23日奉文宗遺詔繼位。因為懿璘質班年幼，由元文宗皇后卜答失裡臨朝稱制。12月14日，7歲的懿璘質班繼位不到兩個月便病逝，廟號寧宗。（注：寧宗死後，卜答失裡欲立元明宗長子妥懽帖睦爾為帝，權臣燕帖木兒懼怕年長的妥懽帖睦爾秋後算賬，未同意。）
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妥懽帖睦爾，元朝最後一任帝，廟號惠宗。寧宗死後，燕帖木兒欲立文宗4歲幼子燕帖古思，文宗皇后主張擁立明宗之子惠宗。1333年，燕帖木兒病死，13歲的惠宗繼承空缺半年的皇位。1335年，惠宗挫敗叛亂，廢左丞相一職，右丞相伯顏做大，蒙漢矛盾加劇。1340年，伯顏倒臺。時天災頻發，政府亦腐敗不堪，農民起義爆發。1368年，朱元璋掃平群雄，誓師北伐，惠宗攜家眷北逃。朱元璋以其知天順命，特加其號曰順帝。
