元朝统一中国后，根据藏族地区的实际情况，采取了一系列影响深远的施政措施：
首次设置中央机构总制院（1288年改称宣政院），掌管全国佛教事务及西藏等地的军政事务。宣政院使（主管官员）一般由丞相兼任，副使由帝师举荐的僧人担任。
在西藏清查民户、设置驿站、征收赋税、驻扎军队、任命官员，并将元朝刑法、历法在西藏颁行。
任用藏族僧俗担当从中央到地方高级官吏。乌思藏、朵甘等地行政机构之设裁及官员的任免、升降、赏罚，皆听命于中央。
划分西藏地方行政区域。元朝中央在藏族地区设了三个不相统属的宣慰使司，均直属宣政院管理，这就是藏文史书中所说的“三区喀”。就今西藏自治区的地域而言，当时分归其中两个宣慰使司管辖——今拉萨、山南、日喀则、阿里等地归乌斯藏宣慰司管辖；今昌都一带及那曲地区东部归朵甘宣慰司管辖。元朝在乌思藏等地清查户口，确立差役，征收赋税，建立驿站，派驻军队，镇守边疆。乌思藏宣慰司设在萨斯迦（今西藏萨迦），下设13个万户府和若干个千户所，并征收赋税。
其中，元代对于行政区域的划置，成为此后西藏行政区划沿革的基础。
公元1368年，明朝取代元朝，采用收缴元朝旧敕旧印，换发明朝新敕新印的形式和平过渡，继承了对西藏地方的国家主权。
明朝没有沿用元朝的职官制度，而是建立了一套别具特色的僧官封授制度。各地有代表性的政教首领人物，明朝均赐封以不同的名号，颁给他们印章和封浩，命其管理各自的地方，其职位的承袭须经皇帝批准，皆可直通名号于天子。
在行政区划与军政机构设置上，明朝在西藏基本上承袭了元朝的划置方式。在元代乌思藏宣慰司、朵甘宣慰司故地，明朝设立乌思藏、朵甘两个卫指挥使司和俄力思军民元帅府。后来，又将乌思藏、朵甘两个卫指挥使司升格为行都指挥使司，其下设指挥使司、宣慰司、招讨司、万户府、千户所等机构。各级军政机构的官员，均封委当地的僧俗首领出任。各级官员之任免、升迁，概由明朝中央直接决定，并颁授印诰等。
公元1644年，清朝定都北京，进而统一中国。清朝循历史定例在西藏行使主权，只要前朝所封官员进送旧朝印信，即改授新朝印信，其原有地位不变。1652年，藏传佛教格鲁派五世达赖喇嘛应召到北京觐见清世祖顺治皇帝，次年受到清朝正式册封；后来，五世班禅又受到康熙皇帝的册封。达赖喇嘛和班禅额尔德尼的封号和他们在西藏的政治宗教地位由此被正式确立，此后历世达赖、班禅须经中央政府册封遂成定制。1727年，雍正皇帝正式设立驻藏大臣处理西藏事务。
西藏高原清朝对西藏的施政管理，在总结元明两朝治藏经验的基础上，根据实际情况和形势变化作了重大而全面的调整，例如：设置驻藏大臣总揽全藏；调整西藏地方的政教管理体制；赐封达赖喇嘛、班禅额尔德尼名号，并确定了金瓶掣签制度；确立西藏地方涉外事务、边境国防的决定权归中央等原则；勘定今西藏与青海、四川、云南间的界线；规定达赖喇嘛、班禅额尔德尼的辖区及权限，划分了驻藏大臣直辖区。
1911年辛亥革命推翻了封建帝制，次年建立了中华民国。《中华民国临时约法》中明文规定：西藏是中华民国22行省之一。此后正式颁布的《宪法》等法律法规，也都明确规定西藏是中华民国的一部分。
1912年7月，民国政府设立管理蒙藏事务的中央机构——蒙藏事务局