在忽必烈的生前，他精心培养了两个重要人物：嫡长子甘麻剌和嫡三子铁穆耳。两人各有所长，忽必烈一直未能明确指定继承人，但朝廷大臣和贵族们都知道他的意图，即从这两个人中选择一个作为下任皇帝。汉臣倾向于按照传统的中原皇室继承制，支持甘麻剌继位，而真金的太子妃阔阔真则更偏爱铁穆耳。蒙古宗王们意见不一，一时难以决断谁将继位。最终，阔阔真的提议逐渐占据上风，她建议兄弟二人进行公开的诵读祖宗训诫比赛，以决定谁当皇帝。当事人自然了解儿子的才能，患有口吃症的甘麻剌输给了兄长铁穆耳。在1294年，铁穆耳登基称帝，被后世尊为元成宗。
在忽必烈统治期间，不少汗国，如窝阔台汗国和察合台汗国，对他的蒙古大汗地位持否定态度，这导致蒙古帝国分裂。此外，这些汗国还在元朝西北地区频繁制造动乱。面对这些挑战，忽必烈派遣军队征讨，但对方采取游击战术，使得元军无法彻底消灭他们。当元成宗即位后，他停止了对外扩张政策，并致力于解决国内问题。他派侄子海山率领军队，最终击败了海都和笃哇，并迫使他们的继承人归顺元朝。这一系列胜利促使四大汗国接受元朝作为主导者，从而重新实现了一体化。
尽管年轻时曾经酗酒，但随着时间的推移，铁穆耳努力克服这一恶习。不过，由于早年的过错，他身体状况已经受到了严重影响。在不到40岁的时候，他便常病缠身，无力处理国家事务，大多数政务由他信任的大理卜鲁罕来处理。她与一些色目官员勾结排斥汉族官员，这导致朝政日益混乱直至1307年，在玉德殿逝世结束其短暂而充满争议的一生。
