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