Khwarazmian dynastie, usazený v Íránu, trval jen do mongolské invaze pod Čingischánem .V roce 1218 rychle expandující mongolská říše hraničila s územím Khwarazmian.Ala ad-Din Muhammad, khwarazmský vládce, rozšířil svou říši po většině Íránu a prohlásil se za šáha, žádaje uznání od abbásovského chalífy Al-Nasira, což bylo zamítnuto.Mongolská invaze do Íránu začala v roce 1219 poté, co byly zmasakrovány jeho diplomatické mise do Khwarezmu.Invaze byla brutální a komplexní;velká města jako Buchara, Samarkand, Herat, Tus a Nishapur byla zničena a jejich obyvatelstvo bylo zmasakrováno.Ala ad-Din Muhammad uprchl a nakonec zemřel na ostrově v Kaspickém moři.Během této invaze Mongolové použili pokročilé vojenské techniky, včetně použití čínských katapultových jednotek a možná i pum se střelným prachem.Čínští vojáci, zběhlí v technologii střelného prachu, byli součástí mongolské armády.Předpokládá se, že mongolské dobytí přineslo do Střední Asie čínské zbraně se střelným prachem, včetně huochongu (malty).Následující místní literatura líčila zbraně střelného prachu podobné těm, které se používají vČíně .Mongolská invaze, která vyvrcholila Čingischánovou smrtí v roce 1227, byla pro Írán zničující.To mělo za následek značné zničení, včetně drancování měst v západním Ázerbájdžánu .Mongolové, přestože později konvertovali k islámu a asimilovali se do íránské kultury, způsobili nenapravitelné škody.Zničili staletí islámské učenosti, kultury a infrastruktury, zničili města, vypálili knihovny a v některých oblastech nahradili mešity buddhistickými chrámy.^[38]Invaze měla také katastrofální dopad na íránský civilní život a infrastrukturu země.Zničení zavlažovacích systémů kanátu, zejména v severovýchodním Íránu, narušilo strukturu osídlení, což vedlo k opuštění mnoha kdysi prosperujících zemědělských měst.^[39]Po smrti Čingischána byl Írán řízen různými mongolskými veliteli.Hulagu Khan, Čingisův vnuk, byl zodpovědný za další expanzi mongolské moci na západ.V jeho době se však Mongolská říše roztříštila na různé frakce.Hulagu založil Ilkhanát v Íránu, odtržený stát Mongolské říše, který vládl osmdesát let a stále více se persianizoval.V roce 1258 se Hulagu zmocnil Bagdádu a popravil posledního abbásovského chalífu.Jeho expanze byla zastavena v bitvě u Ain Jalut v Palestině v roce 1260 Mameluky.Navíc Hulaguovy kampaně proti muslimům způsobily konflikt s Berkem, muslimským chánem Zlaté hordy , což zdůraznilo rozpad mongolské jednoty.Za Ghazana (r. 1295–1304), Hulaguova pravnuka, byl islám ustanoven jako státní náboženství Ilkhanátu.Ghazan spolu se svým íránským vezírem Rašídem al-Dínem iniciovali ekonomické oživení v Íránu.Snížili daně pro řemeslníky, podpořili zemědělství, obnovili zavlažovací práce a zvýšili bezpečnost obchodních cest, což vedlo k nárůstu obchodu.Tento vývoj usnadnil kulturní výměny v celé Asii a obohatil íránskou kulturu.Pozoruhodným výsledkem byl vznik nového stylu íránské malby, mísící mezopotámské a čínské umělecké prvky.Po smrti Ghazanova synovce Abu Saida v roce 1335 však Ilkhanate upadl do občanské války a rozdělil se na několik menších dynastií, včetně Jalayiridů, Muzaffaridů, Sarbadarů a Kartidů.14. století bylo také svědkem ničivého dopadu černé smrti, která zabila přibližně 30 % íránského obyvatelstva.^[40]