西域地区自古以来就存在很多政权，有游牧民族的突厥、吐谷浑、党项羌、铁勒等。在隋朝之前，铁勒算是一个强大的部落，分布在蒙古草原西部到中亚地区广大区域，向南中亚两河流域有昭武九姓胡和一些沙漠绿洲的城邦国家，再向西的吐鲁番盆地是汉人建立的高昌国，南部的塔克拉玛干大沙漠有疏勒、于阗等国家。
隋朝建立后，西域地区的霸主变成了突厥，包括吐谷浑在内的各部族都臣服于突厥。突厥分裂后，主宰西域的是西突厥，他们控制了连通东西方交通的丝绸之路，隋文帝杨坚虽然成功收服了东突厥，但对西突厥则鞭长莫及。杨广即位后尤其是北巡突厥后，凭借日渐强盛的国力，他开始有意经略西域地区。
从地理位置上看，西突厥处于中国、印度、波斯、东罗马帝国四大古国之间，处于国际贸易、文化思想交流的枢纽位置。南北朝时期，西突厥的始祖室点密西征中亚，将所属的十余万兵马分别由十个首领统领，取得胜利后其国土面积横跨天山南北，雄踞中亚，虽然不与隋朝接壤，但对隋朝的政治影响很大，并且波及印度、波斯甚至东罗马帝国。
隋朝刚建立时，隋文帝杨坚派遣太仆元辉出使西突厥，与达头可汗通好。开皇三年（583年），东突厥沙钵略可汗南侵打了败仗，部众叛离逃散，那个时候达头可汗与隋朝互有来往，双方保持着友好关系。但到了开皇末年，达头与都兰结盟，联合入侵隋朝，结果都兰战败身死，达头趁机兼并了都兰的土地，暂时统一了东、西突厥，成为隋朝北部的心腹大患，但达头的统一没有民众基础，在隋军的强力反击下，漠北的很多部落纷纷投奔启民可汗。达头可汗无奈之下西逃吐谷浑，突厥又重新分为东、西两部。西突厥的汗位被阿波系的尼利夺取，尼利死后儿子处罗可汗即位。
处罗可汗即位后继续穷兵默武，向西攻灭了试图自立的铁勒、石国等部落，又向南击败了启民可汗，大有重新统一东、西突厥之势，成为隋朝的心腹大患。
所以，杨广想要经略西域，还不完全是为了"炫耀"，其实有着深远的整体战略考虑，即考虑如何对西突厥采取有效的措施。杨广依据先前分化瓦解突厥的成功经验，认为对西突厥采取军事行动不如采取政治攻势。因为西突厥内部有阿波和达头两大汗系，而且各部落之间也是派系林立，这都是可以利用的因素，于是杨广派遣曾经担任分化瓦解突厥的长孙晟的副手裴矩出使西域，继续使用离强合弱、远交近攻的策略。
从突厥内部的政治形势来看，处罗可汗为政多严苛，猜忌心很重，而且不会安抚相关部落，致使有很多部落反叛，内部环境并不稳定。大业元年（605年），处罗可汗击败铁勒部落，搜罗了不少金银财宝，致使铁勒部落联合薛延陀反叛，共同击败西突厥，建立了铁勒汗国。
突厥的形势变化，身在西域的裴矩了如指掌，他还了解到处罗可汗的母亲本向氏为汉人，现在正居住在长安，于是裴矩上奏杨广，希望利用向氏招降处罗。
大业四年（608年），杨广派遣使者崔君素手持诏书前往西突厥宣慰处罗可汗。当时处罗虽然内外交困，但是在崔君素面前依旧不肯低下高傲的头颅，态度十分蛮横，不肯跪接诏书，崔君素随即以启民可汗的事例，对处罗可汗晓之以理动之以情，最后软硬兼施，承诺他可以前往长安探望母亲，终于用外交手段成功招抚了处罗可汗，获得经略西域的一大成功。
当然招抚处罗可汗只是杨广经略西域的其中一个步骤，与此同时，杨广也在实施其他计划，其中远交近攻的"远交"就是结交与西突厥有仇怨的波斯。杨广了解到波斯和西突厥有世仇，所以在即位之初就派使者杜行满和李昱出使西域，李昱首先到达波斯国都，受到了波斯国王的热烈欢迎，波斯国王不久后也遣使跟随李昱回访隋朝，并进献地方宝物，承诺此后每年遣使进献一次，双方由此建立起密切联系。
杜行满访问的国家是中亚两河流域的昭武九姓国，这些国家处在沙漠绿洲中，都是丝绸之路要道上的国家，长时期受突厥的羁縻。杜行满越过葱岭后对这九姓国家一一访问，并获得这些国家国王大量的馈赠礼品，例如狮子皮、火鼠毛等。杜行满最后一个到达的国家是九姓国之一的安国，在那里他了解到这个国家是国君与大臣一共三个人治理国家，不像东方国家那样专制，而且昭武九姓国都承诺每年向隋朝遣使进贡。杜行满回到隋朝后，向杨广报告了西域各国的详细情况，对杨广更好地经略西域提供了情报。
在裴矩管理西域贸易的同时，他还着重搜集西域地区的地理环境和人情风俗，将这些内容编写成《西域图记》三卷，共记述了西域四十四个国家的概况，并附上详细的地图献给杨广。裴矩简要地概述了从隋朝西部边疆到西海（青海湖）"丝绸之路"的三条重要道路，分别是北道、中道和南道。
北道也叫伊吾道，从天山以北通过里海的草原路径，整个道路由伊吾（今新疆哈密）通过天山北部，经过巴里坤湖，到达突厥的弓月城（今伊宁），再渡过伊犁河，向西穿越中亚草原，到达黑海岸边的东罗马帝国。
中道又叫高昌路，沿着天山南端通往伊朗高原，再顺着沙漠边缘的绿洲抵达波斯湾。中间经过龟兹、疏勒等国，出葱岭后经过昭武九姓国通往南亚地区。
南道称为部善路，基本上沿着塔里木盆地南端经过今天的阿富汗进入印度河流域，最终抵达南亚次大陆西部的各港口。
敦煌地处隋朝的西部边疆，是丝绸之路三条道路的重要枢纽。裴矩为杨广井井有条地分析西域情况，告诉杨广吐谷浑外强中干容易征服等，他的话让杨广对经略西域充满信心，于是将经略西域事宜交给裴矩具体操办，裴矩正是因为这件事而进入"五贵"之列。
结合裴矩的分析和杨广对历史经验的总结，隋朝经略西域大致有两种方法，一个是使用武力，强力打通丝绸之路;另一个是招抚宣慰，通过收买和利诱等方式让西域各国遣使进贡，从而建立亲密的联系。
大业二年（606年），裴矩在张掖一次性就招待了西域十国的使者。大业三年（607年）杨广北巡突厥祭祀恒山时，又有西域十多个国家的使者前来助祭，杨广看到经略西域取得初步成果后，又让裴矩向西进驻敦煌，继续深入经略西域事宜，于是裴矩首先将目标定在了高昌国。
高昌（今新疆吐鲁番盆地）是西域地区唯一一个以中原人为主体的国家。高昌国王看到隋朝有意建立联系，就想摆脱突厥向隋朝靠拢。
高昌是西域地区的大国，它的倾隋倾向很快就影响了周边国家，其中伊吾是受影响最深的，它在高昌之后很快就倾向隋朝。
高昌和伊吾的遣使纳贡，为杨广经略西域开了个好头，同时向隋朝纳贡的还有于阗、疏勒、龟兹、焉耆等小国，这些小国都是汉朝时的旧国。西域众多国家对隋朝遣使纳贡也深深影响了铁勒部族，这个西域最大的少数民族部落分布最广，人口也最多，辖地从西海（里海）的东端依山谷群居而连绵不绝。
隋朝时铁勒部族大约有四十个以上，全都散布在丝绸之路上，可以称之为"丝路民族"，突厥人对铁勒的统治极为严酷，所以就导致了铁勒部族的反抗。隋文帝杨坚在位的开皇末年，突厥分崩离析，一方面源于隋朝的军事打击;另一方面也因为分化离间之策，其中的离间就包括策反被突厥严苛统治的铁勒。
据史料记载，开皇二十年（600年），隋文帝杨坚命令启民可汗分遣使者招揽铁勒部族，到了仁寿三年（603年），漠北地区的铁勒部族全部背叛达头可汗而归附启民可汗。
此外，西突厥的处罗可汗在大业三年（605年）因为猜忌铁勒部族而借口薛延随谋反，结果遭到铁勒部族的强烈反抗，白山契芯和金山薛延随部结成联盟，共同推荐契芯的酋长哥楞为莫何可汗，成立了契芯薛延随汗国。在莫何可汗的强力打击下，很快就肃清了准噶尔以及天山东端的西突厥势力，高昌、伊吾、焉耆等国全部依附，莫何可汗挟胜利之勇进占高昌，开始实行抽丝路商旅税制度。
大业三年（607年）时，莫何可汗侵犯隋朝敦煌，杨广派将军冯孝慈西出敦煌迎击，但是隋军劳师远征被打败。莫何可汗认为汗国刚刚成立，又夹在东、西两大突厥之间，如果再惹怒了隋朝恐怕于己不利，所以击败隋军后并没有继续向东侵犯，而是向隋朝遣使谢罪，承诺此后每年遣使进贡。
杨广对于莫何可汗没有记仇，而是派裴矩出使铁勒对其宣慰。但他用一种特有的方式来报复莫何可汗先前的侵犯，那就是命令莫何可汗去攻打吐谷浑以表示忠心，没想到莫何可汗真的接受命令，随即便带领兵马东进青海，打败吐谷浑伏允可汗，在吐谷浑的土地上树立了铁勒部族的威名。
此时，杨广也开始出兵吐谷浑，毕竟经略西域，吐谷浑是不能不过的一道坎。
吐谷浑是羌化鲜卑人建立的西域大国，到杨广即位时已经立国三百多年，其国名取自始祖吐谷浑之名，是西晋鲜卑慕容部酋长涉归的庶长子。到了隋朝时期，其国力仅次于突厥，早在开皇初年就多次跟随突厥人侵犯隋朝边境，成为隋朝的第二大敌国。
大业四年（608年）七月，宇文述率军进至临羌城（今青海湟源），在那里与伏允部分败军相遇，伏允眼见隋军兵强马壮而不敢投降，率军向西逃窜。宇文述带领大军连续追击，连克曼头（今青海共和）、赤水（今青海兴海）二城，歼敌三千余人。伏允又带兵逃往丘尼川，宇文述依旧没有放弃追击，最终俘虏吐谷浑王公以下二百余人，伏允走投无路之下南逃雪山之中。至此，吐谷浑从西平到临羌城以西、且末以东、祁连以南、雪山之北，东西四千余里，南北两千余里的土地都被隋朝占有，杨广将国内犯有轻罪的人发配到此处进行开垦。
大业四年这次进攻吐谷浑，是杨广第一次对吐谷浑用兵，此战之后吐谷浑元气大伤，伏允经此惨败后也没有可依靠的对象，只能率领一千余名亲兵寄居在一直附属自己的党项羌部落。
党项羌部落散居在吐谷浑之南东起松州（今四川松潘），西至叶护（今新疆若羌）的广袤区域，部众比吐谷浑还要多，分为拓跋、细封、宕昌、白狼等八大权力部落，其下还有很多小部落，其中以拓跋部落最为强大。后世党项拓跋氏首领元昊建立西夏政权，在向北宋呈献的表文中，就自称其祖先是出自元魏拓跋氏，依据这个记载来看，党项羌和吐谷浑一样，都属于羌化鲜卑人统治。
隋朝建立后，党项羌在吐谷浑的胁迫下，经常跟随吐谷浑军队入侵隋朝边境，隋朝也不时派兵征讨，例如开皇十七年（597年）二月，史万岁带领大军突袭在西宁的党项羌，羌人抵挡不住便请降，隋文帝杨坚认为与其山高路远地费力征讨，不如就地采取羁縻之策，所以杨坚在位时期，对党项羌一直采取羁縻安抚的策略。伏允逃到党项羌之后，杨广也并没有轻易对党项羌用兵，而是坚持隋文帝杨坚的羁縻之策，这让党项羌十分感激，自此每年遣使进贡。
党项羌以南的青藏高原上还有羌人建立的附国和苏毗，再往南有吐蕃政权，在这三大国之间散居着诸多羌人部落。大业四年（608年），附国派专使向隋朝进贡，转年又派专使进贡，但提出开山道修建专门的贡道，杨广并没有答应。南边的吐蕃因为山高路远与隋朝没有联系。由此可以看出，杨广无意将隋朝的权威伸展到青藏高原，即使是对党项羌也是采取羁縻之策，可见杨广的目光始终瞄准的是西域，在意的是丝绸之路的畅通。
