汉朝时候，新疆一带的地方，称为西域。这地方的民族很多，分作好几十国；新疆以西的地方（今属中亚），也建立几个大国。这些国有畏惧匈奴听他号令的，有和匈奴相仇的。但是在汉武帝以前，西域诸国和中国从没通过来往，都只得到道路的传闻，西域诸国仰慕中国的富足，中国也叹羡西域诸国的广大，为着交通的不便，竟没有冒险的人来探讨个究竟。
汉武帝为着要征伐匈奴,极想联络西域，又听得匈奴来汉投降的人说道：“匈奴打破了月氏国，杀了月氏国王，把月氏国王的头，拿来做盛酒的器皿；因此月氏国人痛恨匈奴，深入骨髓（suǐ），几次想图报复，只是缺少帮助的。”武帝便要发了使者到月氏国去联络。但是由汉朝到月氏国，须要经过匈奴，很是危险，武帝便命召募勇敢能干的人，出使西域。
这时张骞（qiān）在汉朝为郎（官名），便去应募出使西域。武帝大喜，赐给张骞随从百余人，并备办一切食用的供给，还找得一个从匈奴投降的堂邑父做陪伴。于是张骞一行百余人出发，从陇（lǒng）西（即甘肃）出匈奴。匈奴人很注意他们的行动，得知是要到西域的，便将张骞等捉了，送到单于处。单于说道：“月氏在我国的北方，汉朝怎么能派得使者去？假如我国要派使者到南越，汉朝能准许我们通过么？”单于于是将张骞扣留，派人监视着，但是很加优待，还将匈奴女子嫁给张骞为妻。
张骞在匈奴中被扣，住了十余年，他的胡妻也生了几个小孩子了；但是张骞的心思，仍然是没有一天不思念汉朝的。他乘着监视的人一时疏忽，便约着他的同伴，一齐逃走。逃得出来，径向西行，走了几十天，经过沙漠荒凉之地，一切的供给都没有，饥饿的时候，幸亏同伴堂邑父是胡人，习惯了射猎的方法，猎取禽兽来充饥，一路辛辛苦苦，才得到了大宛国（在新疆西，今属俄国）。这大宛国素来听得汉朝的富足，很是羡慕的，今见着汉朝的使者来了，很是欢喜，便问张骞的来意。张骞回说：“我是汉朝派来出使月氏的，为匈奴所扣留，今得逃脱，要请国王派人导送我到月氏去。将来得回汉朝，汉朝必然要多送财物为报答。”大宛国王听了，信以为然，便派人送张骞等到了康居国（今新疆北和俄领中亚地），再由康居国到了月氏国。这时月氏国王已被匈奴所杀，月氏王后立为国王，迁到大夏国（今阿富汗北部）去了。张骞又到了大夏国。但是月氏自迁大夏后，因为地方肥饶，人民安乐，又以为隔汉朝太远，没有报仇的心思了。于是张骞所负的使命—要联络月氏去攻匈奴—便没有成功。然而因为张骞的为人，品格高尚，蛮夷的人没有一个不加爱慕，西域诸国信仰汉朝的心思，更坚固了。
张骞在大夏住了一年，既不能达到目的，只得回汉朝来，经过匈奴，又被匈奴所捉，仍然扣留着。过了一年，恰遇着单于死了，匈奴内乱，张骞就带了他的胡妻，和堂邑父一同逃回汉朝来了。这次张骞出使西域，走了一十三年，同行的百余人，回汉时只剩得张骞和堂邑父二人了。武帝嘉奖他们的功劳，拜张骞为大中大夫，堂邑父为奉使君。
后来张骞跟着大将军去征匈奴，因为在匈奴住得很久，地形熟悉，知道水草的处所，军行不感困难，所以大破了匈奴，武帝加封张骞为博望侯。
汉武帝自打败了匈奴，更加想联络西域，以图解决匈奴；并且武帝是个好大喜功的皇帝，听得西域广大，国数众多，便想设法使来归服，博得个四夷来朝的美名，于是几次召了张骞入朝，询问西域的情况。张骞知道武帝的意思，便对武帝说道：“臣在匈奴时，听得有个乌孙国（在今伊犁），国王名叫昆莫；他的父亲名叫难兜（dōu）靡，和月氏国都是祁连、敦煌间的小国。月氏国攻破了乌孙国，把难兜靡杀了，土地也夺取了，乌孙的人民都逃到匈奴；那时昆莫还是初生的婴孩，乌孙的臣子布就抱他出外逃难，将昆莫放在草中，另去寻觅食物，等得布就回来，见一母狼正在喂乳给昆莫吃，还有一只大鸟，嘴里衔着肉食，正在昆莫的旁边飞翔，布就惊以为神，便带了昆莫也逃到匈奴。单于很是喜爱，命人小心养着，到了昆莫年长，单于将乌孙的民众，给他统带，并命他为将，昆莫屡次出外打仗，很立了些功劳。这时月氏已被匈奴攻破，月氏国人西走，攻破塞国，占了塞国的土地，又立起国来。昆莫便请求单于，要去攻打月氏，报复杀父的仇怨。单于允许了，于是昆莫带兵西行，攻破了月氏，月氏人又向西逃走，迁徙到大夏；昆莫便据了塞国的土地，也立起国来。恰遇单于死了，昆莫就不肯事奉匈奴了，匈奴几次派兵来打，都被昆莫打败，匈奴便以昆莫为神，不敢和他为敌了。今匈奴刚才被我汉朝打败，昆莫也恨着匈奴，又怀恋着旧地，当这时候，只要使人去联络昆莫，多给他一些财物，许他和汉朝结婚，他必然听从，那末，真是断了匈奴一个右臂，乌孙既然归服汉朝，那就大夏等国也容易招来了。”
武帝听了，很是欢喜，又命张骞出使西域，给张骞将校三百人，牛羊以万计，金宝币帛所值计千万数，还设几个副使，以便分道出使各国。此次张骞出使西域，是当匈奴新败之后，单于退居漠北，并且西域的道路，已经熟悉，所以一直到了乌孙，又分发副使到了大宛、康居、月氏、大夏等国，把带来的牛羊金帛，尽赏赐各国，还宣传汉朝的德意，西域各国异常感激。张骞回汉的时候，各国派人导送，乌孙派了使者数十人，骏马数十匹，和张骞一同来汉朝，报谢武帝。从此西域交通开发，以后的使者，来往不绝了。后来乌孙与汉朝结婚，西域各国都归附汉朝，匈奴的势力便孤弱了。
张骞死后，中国使者皆称博望侯，以见信于西域。自此西方的文化，逐渐输入中国，单讲植物：像葡萄、苜蓿（mù xu）、安石榴……都在这时输入的。张骞冒险，不顾死生，开通西域的孔道，这是中国的探险家，很值得后人的崇拜。