10世纪，花剌子模绿洲名义上是萨曼王朝的臣属领地，实际上该地区由两个独立政权统治。一个是阿拉伯总督马蒙家族建立的阿拉伯王朝，另一个是花剌子模本地人建立的阿夫格里王朝 （Afrighid）。10世纪末，马蒙家族推翻了阿夫格里王朝，以花剌子模沙的称号统治着该地区，史学界称此阿拉伯王朝为花剌子模第一王朝。
    伽色尼王朝苏丹马赫穆德于1017年7月初推翻了马蒙家族建立的阿拉伯王朝，结束了花剌子模第一王朝的统治。马赫穆德派突厥族军官阿尔通塔什统治花剌子模，在此建立了短暂的花剌子模第二王朝（1017～1043年）。阿尔通塔什取代马蒙家族意味着东伊朗人在花剌子模统治的结束，开始了突厥人对花剌子模的统治。突厥语开始在花剌子模境内使用，到12世纪中叶，花剌子模学者扎马赫舍利（死于1143年）的著作《阿拉伯语手册》已经使用波斯语和突厥语。
    阿尔通塔什死后，其子哈伦执政（？～1035年）。花剌子模沙虽然在名义上是伽色尼王朝驻花剌子模的地方长官，而实际上，由于它远离伽色尼王朝统治中心加兹纳城，所以，统治者常常以独立身份进行统治。到伽色尼王朝苏丹马苏德的时期，花剌子模沙实际上已经摆脱了苏丹的控制，自称沙赫。在伽色尼王朝与塞尔柱人的战争中，他们支持塞尔柱人。于是，1035年，马苏德收买剌客将哈仑剌死。哈伦死后，其兄弟伊斯马仪·罕丹继位（1035～1041年）。1038年，马苏德唆使锡尔河下游真德城主马立克沙赫攻花剌子模， 1040～1041年冬，马立克沙赫率军越过沙漠，攻花剌子模，经过血战，进入其首府乌尔根奇，赶走了伊斯马仪·罕丹。马苏德封马立克沙赫为花剌子模沙，以马苏德的名义进行祈祷。1043年，塞尔柱首领托格里尔与查基尔一起率军出征花剌子模，马立克沙赫带着钱财和家眷逃走，于是花剌子模落入塞尔柱人手中，花剌子模第二王朝的统治结束。塞尔柱突厥人派地方官员沙黑纳统治花剌子模。
    1097年，呼罗珊总督任命库特比丁·穆罕默德统治花剌子模。穆罕默德在名义上仍然是塞尔柱王朝的地方官，以埃米尔身份统治花剌子模。同年，他取花剌子模沙称号，史学界把此举视为花剌子模第三王朝（1097～1231年）的开始，从此，花剌子模一直由该家族统治。
    在库特比丁·穆罕默德统治的三十余年间（1097～1128年），他一直臣服于在呼罗珊的塞尔柱王朝苏丹桑伽。每年他本人亲自，或者派他的儿子阿特西兹去呼罗珊朝廷晋见桑伽。在此时期内，花剌子模还出军队参与桑伽在中亚和伊拉克进行的战争。如1119年8月，在桑伽与其侄儿马赫穆德争夺塞尔柱帝国最高统治权的斗争中，库特比丁·穆罕默德是桑伽的军事首领之一。库特比丁·穆罕默德除了征战外，对文化事业也十分重视，据穆斯林文献记载，他是文学的倡导者。他于1128年去世，其子阿特西兹继承王位。
    桑伽承认了阿特西兹对花剌子模的统治。阿特西兹像其父一样，忠于臣属的职责，为桑伽驰骋疆场，曾参与了桑伽与河中地区马斯乌德的战争。在桑伽讨伐伽色尼王朝苏丹巴赫拉姆沙反叛的 1134年战争中，他也率军随桑伽攻打加兹纳城。在这次战争之后，阿特西兹遭到了其他王公的妒忌谗言致使桑伽对他疏远。因此，他在花剌子模萌发了独立的愿望，以后，举起反叛桑伽的旗帜。[1]242-243
    桑伽在1141年发生的卡特万战争中被西辽军队打败，阿特西兹认为向呼罗珊进攻的机会到了。他于1141年10月来到了呼罗珊西部的萨腊赫兹城，以此为根据地出兵攻打苏丹的首都莫夫城。莫夫城民奋起抵抗，阿特西兹攻入城后以屠杀报复了莫夫城民，杀了许多人后他返回花剌子模。第二年（1142年4月），他又一次来到了呼罗珊，同年5月底，他下令在礼拜时不再提桑伽之名而以他本人之名进行祈祷。与此同时，阿特西兹在花剌子模宣布独立。
    阿特西兹是一位有作为的君王，他一心要把花剌子模绿洲建立成一个自治的国家。尽管多次遭到失败，他还是以坚定的决心去达到自己的目的。他在两个相邻的强国塞尔柱帝国和西辽之间摸索着前进，为花剌子模的独立打下了基础。[2]143
    阿特西兹死后，其子伊尔·阿尔斯兰于1156年8月正式继位，他致函桑伽表示臣服，桑伽承认了他继承的王位。伊尔·阿尔斯兰登基8个月以后，桑伽去世，其侄儿洛克努丁·马赫穆德继位为塞尔柱王朝苏丹。伊尔·阿尔斯兰为桑伽举哀三天，并写信祝贺新继位苏丹马赫穆德，信中表示他继续承认塞尔柱苏丹王朝为他的宗主。
    在伊尔·阿尔斯兰统治时期，塞尔柱王朝统治层发生内战，境内的古思人趁机夺取呼罗珊的大部分城市。伊尔·阿尔斯兰借讨伐呼罗珊境内古思人进军呼罗珊，占领了古尔甘等行省。但是他在这些地区的统治是不稳定的，他曾于1163年率领大军围困尼沙普尔，但是，在久攻不下的情况下，返回花剌子模。
    在争夺呼罗珊地区的同时，伊尔·阿尔斯兰在河中地区也参与西喀喇汗王朝与葛逻禄人的战争。1158年葛逻禄古比汗在河中被杀，古比汗的儿子们逃到花剌子模避难。1158年7月，花剌子模沙伊尔·阿尔斯兰以保护葛逻禄人为借口，率军进犯河中地区，直逼撒马尔罕城。在伊尔·阿尔斯兰占领布哈拉和撒马尔罕城之后，西喀喇汗逃到西辽国寻求庇护。西辽出兵打败并赶走了花剌子模军。