Khwarazmian-dynastiet, etableret i Iran, varede kun indtil den mongolske invasion under Djengis Khan .I 1218 grænsede det hurtigt voksende mongolske imperium til Khwarazmian-området.Ala ad-Din Muhammad, den khwarazmiske hersker, havde udvidet sit rige over det meste af Iran og erklærede sig selv som shah, idet han søgte anerkendelse fra den abbasidiske kalif Al-Nasir, hvilket blev nægtet.Den mongolske invasion af Iran begyndte i 1219, efter at hans diplomatiske missioner til Khwarezm blev massakreret.Invasionen var brutal og omfattende;større byer som Bukhara, Samarkand, Herat, Tus og Nishapur blev ødelagt, og deres befolkning blev massakreret.Ala ad-Din Muhammad flygtede og døde til sidst på en ø i Det Kaspiske Hav.Under denne invasion brugte mongolerne avancerede militære teknikker, herunder brugen af ​​kinesiske katapultenheder og muligvis krudtbomber.Kinesiske soldater, dygtige i krudtteknologi, var en del af den mongolske hær.Den mongolske erobring menes at have introduceret kinesiske krudtvåben, inklusive huochong (en morter), til Centralasien.Efterfølgende lokal litteratur afbildede krudtvåben svarende til dem, der blev brugt iKina .Den mongolske invasion, der kulminerede med Djengis Khans død i 1227, var ødelæggende for Iran.Det resulterede i betydelig ødelæggelse, herunder plyndring af byer i det vestlige Aserbajdsjan .Mongolerne påførte uoprettelig skade, på trods af at de senere konverterede til islam og assimileret i den iranske kultur.De ødelagde århundreders islamisk lærdom, kultur og infrastruktur, raserede byer, brændte biblioteker og erstattede moskeer med buddhistiske templer i nogle områder.^[38]Invasionen havde også en katastrofal indvirkning på det iranske civile liv og landets infrastruktur.Ødelæggelsen af ​​qanat-vandingssystemer, især i det nordøstlige Iran, forstyrrede bosættelsesmønstret, hvilket førte til opgivelsen af ​​mange engang velstående landbrugsbyer.^[39]Efter Djengis Khans død blev Iran styret af forskellige mongolske befalingsmænd.Hulagu Khan, Djengis' barnebarn, var ansvarlig for yderligere vestlig udvidelse af den mongolske magt.På hans tid var det mongolske imperium imidlertid fragmenteret i forskellige fraktioner.Hulagu etablerede Ilkhanatet i Iran, en udbryderstat fra det mongolske imperium, som regerede i firs år og blev mere og mere persianiseret.I 1258 erobrede Hulagu Bagdad og henrettede den sidste abbasidiske kalif.Hans ekspansion blev standset ved slaget ved Ain Jalut i Palæstina i 1260 af mamelukkerne.Derudover forårsagede Hulagus kampagner mod muslimer konflikt med Berke, den muslimske khan fra Den Gyldne Horde , hvilket fremhævede opløsningen af ​​mongolsk enhed.Under Ghazan (r. 1295-1304), Hulagus oldebarn, blev islam etableret som Ilkhanatets statsreligion.Ghazan indledte sammen med sin iranske vesir Rashid al-Din en økonomisk genoplivning i Iran.De reducerede skatterne for håndværkere, fremmede landbruget, genoprettede kunstvandingsværker og forbedrede handelsrutesikkerheden, hvilket førte til en stigning i handelen.Denne udvikling lettede kulturelle udvekslinger på tværs af Asien og berigede den iranske kultur.Et bemærkelsesværdigt resultat var fremkomsten af ​​en ny stil af iransk maleri, der blander mesopotamiske og kinesiske kunstneriske elementer.Efter Ghazans nevø Abu Saids død i 1335 faldt Ilkhanatet imidlertid ned i borgerkrig og fragmenterede sig i flere mindre dynastier, herunder Jalayiriderne, Muzaffariderne, Sarbadarerne og Kartidserne.Det 14. århundrede var også vidne til den ødelæggende virkning af Den Sorte Død, som dræbte cirka 30 % af Irans befolkning.^[40]