इरानमा स्थापित ख्वाराजमियन वंश, चंगेज खानको नेतृत्वमा मंगोल आक्रमणसम्म मात्र टिक्यो।1218 सम्म, द्रुत रूपमा विस्तार भइरहेको मंगोल साम्राज्यले ख्वाराजमियन क्षेत्रको सिमाना जोडेको थियो।ख्वाराजमियन शासक अला एड-दिन मुहम्मदले इरानको अधिकांश भागमा आफ्नो राज्य विस्तार गरेका थिए र अब्बासी खलीफा अल-नासिरबाट मान्यता खोज्दै आफूलाई शाह घोषणा गरेका थिए, जसलाई अस्वीकार गरिएको थियो।इरानमा मंगोल आक्रमण 1219 मा ख्वारेज्ममा उनको कूटनीतिक नियोगको नरसंहार पछि सुरु भयो।आक्रमण क्रूर र व्यापक थियो;बुखारा, समरकन्द, हेरात, तुस र निशापुर जस्ता ठूला सहरहरू ध्वस्त भए र त्यहाँका जनसङ्ख्याको नरसंहार गरियो।अला एड-दिन मुहम्मद भागे र अन्ततः क्यास्पियन सागरको एक टापुमा मरे।यस आक्रमणको समयमा, मंगोलहरूले उन्नत सैन्य प्रविधिहरू प्रयोग गरे, जसमा चिनियाँ क्याटापल्ट इकाइहरू र सम्भवतः बारूद बमहरू प्रयोग गरियो।गनपाउडर टेक्नोलोजीमा दक्ष चिनियाँ सैनिकहरू मङ्गोल सेनाको हिस्सा थिए।मङ्गोल विजयले मध्य एसियामा हुओचङ (एक मोर्टार) सहित चिनियाँ गनपाउडर हतियारहरू प्रस्तुत गरेको मानिन्छ।त्यसपछिका स्थानीय साहित्यहरूलेचीनमा प्रयोग गरिएका हतियारहरू जस्तै बारूदका हतियारहरू चित्रण गरे।1227 मा चंगेज खानको मृत्युमा परिणत भएको मंगोल आक्रमण इरानको लागि विनाशकारी थियो।यसले पश्चिमी अजरबैजानका शहरहरूको लुटपाट सहित महत्त्वपूर्ण विनाश निम्त्यायो।मंगोलहरूले, पछि इस्लाम धर्म परिवर्तन गरेर इरानी संस्कृतिमा आत्मसात गरे पनि, अपूरणीय क्षति पुर्याए।तिनीहरूले शताब्दीयौंदेखिको इस्लामिक विद्वता, संस्कृति र पूर्वाधारलाई ध्वस्त पारे, सहरहरू भत्काइदिए, पुस्तकालयहरू जलाए र केही क्षेत्रमा बौद्ध मन्दिरहरूका साथ मस्जिदहरू प्रतिस्थापन गरे।^[३८]आक्रमणले इरानी नागरिक जीवन र देशको पूर्वाधारमा पनि विनाशकारी प्रभाव पारेको थियो।कानत सिंचाई प्रणालीको विनाशले, विशेष गरी उत्तरपूर्वी इरानमा, बस्तीहरूको ढाँचालाई बाधा पुर्‍यायो, जसले गर्दा धेरै समृद्ध कृषि शहरहरू परित्याग भयो।^[३९]चंगेज खानको मृत्यु पछि, इरानमा विभिन्न मंगोल कमाण्डरहरूले शासन गरे।चंगेजका नाति हुलागु खान, मंगोल शक्तिको थप पश्चिम तर्फ विस्तारको लागि जिम्मेवार थिए।तथापि, उनको समयमा, मंगोल साम्राज्य विभिन्न गुटहरूमा टुक्रिएको थियो।हुलागुले इरानमा इल्खानाते स्थापना गरे, मंगोल साम्राज्यको एक अलग राज्य, जसले अस्सी वर्षसम्म शासन गर्यो र बढ्दो फारसीकरण भयो।1258 मा, हुलागुले बगदाद कब्जा गर्यो र अन्तिम अब्बासिद खलीफालाई मृत्युदण्ड दिए।उनको विस्तार मामेलुकहरू द्वारा 1260 मा प्यालेस्टाइनको ऐन जालुतको युद्धमा रोकिएको थियो।थप रूपमा, मुस्लिमहरू विरुद्ध हुलागुको अभियानहरूले मंगोल एकताको विघटनलाई हाइलाइट गर्दै गोल्डेन होर्डका मुस्लिम खान बर्केसँग द्वन्द्व निम्त्यायो।गजान (r. 1295-1304) को अधीनमा, हुलागुको नाति, इस्लाम इल्खानातेको राज्य धर्मको रूपमा स्थापित भएको थियो।गजानले आफ्ना इरानी वजिर रशिद अल-दिनसँग मिलेर इरानमा आर्थिक पुनरुत्थानको पहल गरे।तिनीहरूले कारीगरहरूका लागि करहरू घटाए, कृषि प्रवर्द्धन गरे, सिँचाइ कार्यहरू पुनर्स्थापित गरे, र व्यापार मार्ग सुरक्षा बढाए, जसले वाणिज्यमा वृद्धि भयो।यी विकासहरूले एशियाभरि सांस्कृतिक आदानप्रदानलाई सहज बनायो, इरानी संस्कृतिलाई समृद्ध बनायो।एउटा उल्लेखनीय परिणाम मेसोपोटामिया र चिनियाँ कलात्मक तत्वहरू मिलाएर ईरानी चित्रकलाको नयाँ शैलीको उदय थियो।यद्यपि, 1335 मा गजानको भतिजा अबु सइदको मृत्यु पछि, इल्खानाते गृहयुद्धमा झर्यो र जलायरिड्स, मुजफ्फरिड्स, सरबदारहरू र कार्तिडहरू सहित धेरै साना राजवंशहरूमा विभाजित भयो।14 औं शताब्दीले पनि ब्ल्याक डेथको विनाशकारी प्रभाव देखेको थियो, जसले इरानको जनसंख्याको लगभग 30% मारे।^[४०]