新疆自古以來就是多民族聚居區。無論是來自東方還是西方的古代民族，都在天山南北的廣袤大地上留下了自己的足跡。
秦漢以前或秦漢時期，新疆古代民族主要有羌、賽、越、烏孫、古史等。羌族是中國古老的民族之壹，是構成中華民族的壹個重要的遠親民族。傳說中的炎帝也是羌族的祖先。他出生在姜水(今陜西岐山)。後來炎帝的部分後裔東遷，並入了華夏民族，也就是後來的漢族。他們中的壹些人留在原地或遷移到甘肅、青海、西藏等省區和四川、寧夏的部分地區，被稱為邊強或羌戎。
到了春秋時期，秦國逐漸在陜西西部發展，並企圖向東爭奪中原。結果被晉國封殺，於是轉向西方。因此，生活在陜甘地區的羌族部落大部分並入秦國，有的則向西遷徙至河西走廊等地。到秦國統壹中原六國時，越人開始強大，與河西各部合並。在越人的壓力下，壹些羌人繼續沿著祁連山和昆侖山北麓向西遷移，從而在新疆留下了他們的足跡。
羌人在新疆的活動遺跡已被考古資料所證實。塔什庫爾幹香包包地區發掘的古墓中有大量羌人遺骸。正是因為羌人曾經在新疆生產生活，才留下了“若羌”這個地名。新中國成立後，考古人員還在沙雅縣發現了“漢歸彜羌長”的印章，說明羌人直到漢代仍是新疆舉足輕重的力量。
塞爾維亞人，在西方史書中被稱為“薩迦”，屬於歐羅巴人種。最初遊牧在甘肅西部的敦煌地區，在中國文學中被稱為“融雲”，但被越人排擠，向西遷移。到春秋戰國時期，塞爾維亞人主要居住在北疆西部和西北部，以伊犁河流域為中心，以及帕米爾高原。
1976至1978，考古人員在烏魯木齊南山礦區阿拉溝東口發掘了壹批塞人墓葬，發現了小鐵刀、三角鐵鏝子，以及隨葬的羊、牛、馬骨。說明春秋戰國時期，塞爾維亞人使用鐵制工具，仍然過著遊牧經濟生活。
考古學家在伊犁尼勒克縣努拉賽山發現了壹處2400多年前的銅礦開采和冶煉遺址。松樹支架用於礦井和隧道，這些礦井和隧道有幾十米深。在離礦不遠的山溝裏發現了用於冶煉的木炭和銅錠。說明塞種人在找礦、采礦、冶煉各方面已經有了成熟的經驗，達到了相當高的技術水平。
戰國時期，塞爾維亞人已經進入奴隸社會發展階段。考古學家在塔什庫爾幹的香包包地區挖掘的墳墓中發現了埋葬的奴隸。
公元前2世紀初，居住在河西地區的越人因匈奴的進攻而西遷至伊犁河流域，並將塞爾維亞人驅逐出該地區。塞爾維亞人向南遷移到叢林。
古史人，又稱“車(音居)史”，主要居住在吐魯番、烏魯木齊、吉木薩爾、奇臺等地。考古資料顯示，他們早在公元前1000年就生活在這個地區。顧氏人經營畜牧業和農業。羊、馬和騾子是他們的主要牲畜，他們的作物是小麥和亞麻。
春秋戰國時期，古代學者先後使用銅和鐵。鐵器的使用促進了古代文人社會生產的發展。在日常生活用品中，古代文人主要使用陶器和木材。由於社會生產力的發展，到了戰國末期，古代文人也完成了向奴隸社會的過渡。
戰國時期越人居住在河西地區，稱為“敦煌祁連房”。秦漢時期最強大，經常鄙視匈奴。大名鼎鼎的匈奴單於當太子的時候，在月氏被挾持。越人還攻打近鄰烏孫，殺其王，占據祁連山北麓。公元前177年，匈奴入侵越人，迫使越人西遷至伊犁河流域。公元前174年至公元前161年，匈奴和烏孫再次進攻嶽峙，殺死嶽峙王，其余各部遷至大峽(今阿姆河上遊)。
據文獻記載，越人在新疆居住時間雖短，但留下了許多遺跡。據壹些學者考證，焉耆、庫車(今庫車)等地都是以越人命名的。
當越人遷移到伊犁河谷時，壹些老弱婦孺留在河西，被稱為“小月人”，後來融入當地其他民族。
烏孫，原本活躍在河西走廊，是越人旁邊的壹個小國。秦漢時期，受到越人的攻擊，很多人逃到匈奴。當烏孫王子長大後，莫頓汗命令他帶領他的部隊去西域。當他還是老可汗的時候，烏孫和匈奴聯合起來，把嶽家驅逐出伊犁河谷，在那裏生活。
烏孫以畜牧業為主，遷到伊犁河流域後有壹定的農業經濟。此外，烏孫人還從事制陶、制氈、木材加工、金屬冶煉等手工業。
烏孫後來與西漢有著密切的政治經濟關系。在西漢政府統壹新疆的鬥爭中，烏孫發揮了非常重要和積極的作用。公元前60年，烏孫在西域建立後，成為西漢統壹的多民族封建國家的重要成員。
除上述古代民族外，秦漢時期，匈奴和漢族也在新疆活動。