佛教在西域有着悠久的历史。西域曾被佛教僧侣视为“小西天”，或誉为佛教的第二故乡。
　　佛教是什么时候传入西域的？根据史料记载，印度佛教传入西域的时间，大约是公元前1世纪后半叶。主要传入地区是新疆的于阗、龟兹、疏勒、若羌、高昌等地。首先把佛教思想传入西域于阗的是来自迦湿弥罗（即克什米尔）的高僧——毗卢折那。当时，西域各地主要流传的是小乘佛教的“说一切有部”。主张“法体恒有”，即把世间一切现象分为有为法和无为法两类。有为法是因缘和合的产物，有生（产生）、住（持续）、异（变化）、灭（毁灭）的“四象”。有为法计四种：表现物质现象的，称为色法；表现生理或精神现象的眼、耳、鼻、舌、身、意的，称心法；各种心理作用称心所法；心、色之外具有生灭的各种现象，称心不相应法。无为法指非因缘和合、无生无灭的各种现象。据此五法细分为75种，统称“五位七十五法”。还主张：“三世恒有”、“法体恒有”，认为过去、现在、未来皆有实体，而且论证诸法都各有不变不改之自性，同时也有造果之因。对因缘关系中提出了独特的“六因说”，即能作因、俱有因、同类因、相应因、遍行因等。“六因说”是有部“三世实有说”的立论依据，即认为在三世中有着因果的必须联系，发展了原始的佛教的缘起观。
　　自印度佛教传入西域后的几百年间，即西汉昭帝、宣帝统治时期，到三国时期的几百年的岁月里，西域佛教有了长足的发展，佛教图象、寺庙和石窟等佛教建筑开始在西域大地出现，著名的有克孜尔千佛洞、库车的森姆赛姆千佛洞等。西域僧人开始走向内地传经送宝。内地佛教徒也拉开了西行求法的序幕。
　　到了魏晋南北朝时期佛教在西域进入了鼎盛发展时期。佛教在西域各宗教中占统治地位。佛窟成群，塔寺林立，浮雕、立雕的大小佛像琳琅满目，雕塑艺术达到了很高程度。西域各国佛事频繁，年年举行盛大的佛会，而且，高僧人才辈出，也是西域与中原佛教文化相互影响、相互渗透的时代。同时，西域佛教也在不断演变发展，出现了大乘佛教，产生了不同佛教宗派。小乘与大乘的主要区别是：前者把释迦牟尼视为教主，后者提倡三世十方有无数佛，并进一步把佛神化；前者追求个人自我解脱，把“灰身灭智”、证得阿罗汉作为最高目标，后者宣传大慈大悲、普渡众生，把成佛渡世、建立佛国净土作为最高目标。
　　这一时期西域佛教文化艺术也达鼎盛。佛教的建筑、雕塑、绘画、音乐、舞蹈、文学和演讲辩论达到很高水平。许多高僧出现在这一时期。如：白延、帛法祖、鸠摩罗什、佛图澄、达摩笈多等。西域佛教在隋唐时期得以继续发展，并在突厥人中得以传播。尤其是在西突厥汗国比较兴盛。原因之一就是其统治的区域，是一个传统的佛教地区。上至王室成员，下至百姓，突厥人在改信佛教，正是受到当地宗教影响的结果。唐朝统一西域后，佛教在西域随着唐王朝兴衰，也由兴旺走向衰微。如于阗、疏勒、龟兹等地区的佛教演变情况正是如此。
　　西域佛教在隋唐时期，大乘、小乘宗派并存。内地僧人与西域僧人交流频繁。常有内地僧人到西域讲经求法。有大量的寺院、洞窟供僧人们讲经布道、生活修行。如赞摩寺、阿奢里贰寺、克孜尔石窟、宁戎窟寺等。西域和内地高僧翻译和传播各种经文。如达摩笈多的《起世缘》、《生药师》、《菩提贤良》；慧琳的《一切经音义》；实叉难陀译的《华严经》、重译《大乘入楞伽经》等。赴内地的西域高僧，将自己的思想、学风等带到了中原，与中原地区的高僧共同相处，探讨佛学真谛，这是智者与智者之间的对话，在这种对话的碰撞下，产生了许多思想火花，为中国的佛学发展，谱写了新的篇章。
　　同时，这一时期以佛教为内容的绘画、音乐、舞等艺术，达到了很高境界，凝聚了古代西域各族人民的智慧，也是中原、印度、西域等地艺术相互融合的产物，是各族人民文化交流的见证。仅以西域画师尉迟乙僧为例，其画法对唐代及唐代以后的绘画有重大影响，影响远及朝鲜、日本，为中国美术的发展做出了很大贡献。
　　及至两宋前后，回鹘人在新疆建立高昌回鹘王国，佛教在西域又得以复兴。回鹘人在9世纪后期，建立了包括今吐鲁番、吉木萨尔、库车、拜城、与鄯善、哈密及敦蝗以西部分地区的高昌回鹘王国。回鹘人早在回鹘汗国时期就接受过佛教，主要是通过中原佛教徒的传播。西迁的回鹘人，在转入定居城市和农业生活后，随着高昌回鹘王室改宗佛教，对佛教采取了扶植政策，促进了高昌回鹘王国佛教的发展。
　　高昌回鹘人佛教信仰内涵比较复杂，回鹘人中盛行大乘佛教。在回鹘王室的支持下，高昌回鹘佛教得以昌盛。佛教也对回鹘人的社会生活、文化艺术产生了深刻影响。能歌善舞的回鹘人，用戏剧、音乐、舞蹈等形式，宣扬佛教的教义。著名的回鹘佛学家：僧古萨里、安藏、阿鲁浑萨里、迦鲁纳答思、必兰纳失里等，翻译和著述了大量佛教经卷，及内地汉文典籍。有的译著流传至今，如僧古萨里的《金光明经》、《玄奘传》。译文流畅，章法严谨，堪称译作之上品。
　　随着高昌回鹘王国的没落，到十六世纪初，佛教在西域走向衰微。及至清朝，佛教又在新疆得以复苏。