唐朝疆域分三个时期。先是西破西突厥打败朝鲜时期，此时西达咸海，北接西伯利亚。开元二十九年盛唐时期，和元和15年晚期衰败时疆域。三个时期疆域各有不同其中最为稳定的当属开元29年时期盛唐疆域。
随着隋朝的覆灭，除了海南岛以外，扩大的疆域不仅全部丧失，而且东突厥大肆南侵，连唐朝的首都长安也受到威胁。但不久以后，唐朝就转入了攻势，恢复并开拓了疆域。
贞观四年（公元630年），大将李靖灭了东突厥，唐朝的实际控制区达到了贝加尔湖以北，设置行政区的范围也扩大到了阴山以北600里，超出了今国界。贞观十四年，唐军灭高昌，在今天的新疆也先后设置了伊州（今哈密地区）、西州（今吐鲁番一带）和庭州（今乌鲁木齐一带）三个正式行政区，并在交河城（今新疆吐鲁番市西北）设置安西都护府。贞观二十年，唐军击败薛延陀，进至郁督军山（今蒙古国杭爱山脉东支），可汗（首领）咄摩支降。唐高宗永徽元年（公元650年），突厥车鼻可汗被擒，至显庆二年（公元657年）西突厥被击败投降。显庆五年，唐军由山东半岛东端渡海进攻朝鲜半岛中部的百济，百济降。龙朔二年（公元662年），唐军在天山击破铁勒。总章元年（公元686年）灭高句丽，在平壤设置安东都护府。
另外唐朝还一度取得了黄河上游的河曲之地和大渡河上游一带，设置了州县；在西南今贵州东北部、云南一部和广西建立了正式行政区。
唐朝的疆域并不限于它的正式行政区。随着军事行动的一次次胜利和当地少数民族的服从，唐朝在边疆地区先后设置了六个都护府和若干边州都督府，用以行使对这些地区的管辖权。
这六个都护府是：
单于都护府
开始称为云中都护府，龙朔三年（公元663年）置，麟德元年（公元664年）改置。治所在云中城（今内蒙古和林格尔县西北土城子）。辖境相当今内蒙古阴山、河套一带。圣历元年（公元698年）并入安北都护府。
安北都护府
开始称为瀚海都护府，龙朔三年（公元663年）移燕然都护府于回纥本部（蒙古国今杭爱山东端），总章二年（公元669年）改名。辖境约相当今蒙古国和俄罗斯西伯利亚南部一带。垂拱二年（公元686年）移置今内蒙古。
安西都护府
贞观十四年（公元640年）置。治所在西州（今新疆吐鲁番市东高昌故城），统辖安西四镇（龟兹、疏勒、于阗、碎叶），辖境相当今新疆及中亚楚河流域。显庆、龙朔中（公元656—663年）移治龟兹（今新疆库车县），辖境扩大至自今阿尔泰山西至咸海间所有游牧部族和葱岭东西直至阿姆河两岸城郭诸国。后逐渐缩小，安史之乱后退至葱岭以东。
北庭都护府
长安二年（公元702年）分安西都护府置。治所在庭州（今新疆吉木萨尔县北破城子）。统辖包括天山北路东起今阿尔泰山、巴里坤湖，西至咸海的西突厥各部族。安史之乱后辖境丧失。
安东都护府
总章元年底（公元669年）置。治所在平壤（今朝鲜平壤市）。辖境西起辽河，南至今朝鲜北部，东、北至海，包括今乌苏里江以东和黑龙江下游两岸直至海口之地。咸亨元年（公元670年）治所即内迁于辽东，后又迁至辽西。
安南都护府
调露元年（公元679年）改交州都督府置。治所在宋平（今越南河内市）。辖境北有今云南红河、文山两自治州，南至越南河静、广平省界，东有广西缘边一带。安史之乱后，西北今云南地渐为南诏所有。
另外，唐朝在正式政区范围外的部族地区设置了边州都督府，如东北设于室韦部落的室韦都督府、设于黑水靺鞨〔mò hé末和〕部落的黑水都督府及勃利州，设于靺鞨粟末部的忽汗州都督府（渤海），虽然并没有实际统治这些地区，但确立的臣属关系维持了较长时间。
因此唐朝拥有的疆域最西曾经到达咸海，最北曾经到达西伯利亚，最东曾经到达萨哈林岛（库页岛），最南至北纬18°，在中国历史上是空前的。
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