成吉思汗和忽必烈是祖孙关系。

成吉思汗，即孛儿只斤·铁木真，是大蒙古国可汗，世界史上杰出的军事家、政治家。铁木真早年丧父，投奔克烈部首领脱里，积蓄实力，于1189年被推举为蒙古乞颜部可汗，随后经过一系列战争，统一蒙古高原诸部。1206年在斡难河源即皇帝位，建立大蒙古国。

忽必烈是成吉思汗铁木真之孙，监国托雷第四子，元宪宗蒙哥弟。大蒙古国的末代可汗同时也是元朝的开国皇帝。蒙古尊号“薛禅汗”。青年时代，便“思大有为于天下”。1251年，长兄蒙哥继大汗位，忽必烈以皇弟之亲，受任总理漠南汉地军国庶事，南驻爪忽都之地。他先后任汉人儒士整饬邢州吏治，立经略司于汴梁，整顿河南（今洛阳），并屯田唐、邓，收到积极效果。1253年，受京兆（今陕西西安）封地。同年，忽必烈受命与大将兀良合台远征云南，灭大理国。1258年蒙哥兴兵伐南宋，授命忽必烈代总东路军。1259年9月，蒙哥在合州前线病逝。1260年3月，忽必烈在部分诸王的推戴下，即汗位于开平，建元中统。忽必烈以汉地丰富的人力、物力为依托，出兵击败阿里不哥。1271年（至元八年），取《易经》“大哉乾元”之义，建国号为大元。次年，确定以大都为首都。1274年（至元十一年），命伯颜大举伐宋。1279年（至元十六年）最后消灭了流亡在崖山的南宋残余势力，完成了全国的大统一。