汉朝在西域设西域都护府，唐朝则改立安西都护府。既然已有安西，大唐为何还要再增设一个北庭都护府？这新机构究竟设在何处，又握有多少兵力？
【安西都护府】
唐太宗贞观十四年（640年）九月，朝廷于西域建立安西都护府，治所定在西州交河城，即今天的新疆吐鲁番交河故城所在地。
到了唐高宗显庆二年（657年）正月，苏定方出任伊丽道行军大总管，任雅相与回纥首领婆润担任副总管，率军征讨西突厥。此役中，唐军生擒了北庭可汗、沙钵罗可汗阿史那贺鲁，西突厥随之覆灭。唐朝随即在原西突厥领地设立濛池都护府和昆陵都护府，这两处均归安西都护府节制。
唐高宗显庆三年（658年），安西都护府驻地由交河迁至龟兹，也就是今天的新疆库车，同时升格为安西大都护府，品级定为从二品。
至唐高宗显庆六年或龙朔元年（661年），安西大都护府麾下已设有16个都督府，统辖80个州，其中包括110个县以及126个军府。
极盛时期，安西都护府的疆域东起金山（今阿尔泰山），西抵西海（今里海），南达昆仑山，北至夷播海（巴尔喀什湖）。其势力横跨葱岭东西，覆盖了药杀水（今锡尔河）与乌浒水（今阿姆河）流域的广袤地区，控制范围甚至超过了汉朝时期的西域。
安西大都护通常兼任安西四镇节度使。据唐玄宗天宝年间的记载，该地驻有镇兵两万四千人，战马两千七百匹。但这两万多兵马并非仅用于防御，而是以少控多，用以震慑数十万胡族武装。安西都护可直接调动的胡族兵力包括安西四镇所在四国，各国各有数千骑兵；周边规模较小的部落也有数百至上千骑不等。在羁縻统治下的友军总数高达数十万，其中突骑施拥兵二十万骑，拔汉那和葛逻禄各数万骑，葱岭以西的河中各国兵力亦不容小觑。
【北庭都护府】
安西大都护府成立后，北面面临西突厥威胁，南面则有吐蕃崛起，二者皆是唐朝经营西域的心腹大患。尤其是吐蕃，贯穿整个唐朝历史，始终与大帝国争夺西域控制权。
唐高宗总章三年或咸亨元年（670年），吐蕃攻陷西域白州等十八州。唐朝被迫放弃龟兹、于阗、焉耆、疏勒四镇，将安西都护府撤回西州（今新疆吐鲁番交河故城）。同年，在青藏高原的大非川，薛仁贵率领十万唐军惨败于吐蕃之手。这一年，对大唐而言颇为黯淡。
此后双方在西域展开激烈拉锯，战争频发，地盘反复易手。
武周天授三年或如意元年或长寿元年（692年），武则天任命王孝杰为武威道总管，联合阿史那忠节出征吐蕃。当年冬季，唐军击败吐蕃，成功收复安西四镇，武周政权在西域的统治才真正稳固下来。
大唐屡次失去安西，一个重要原因在于安西都护府的辖区过于辽阔。战时兵力与粮草调度往往首尾难顾。安西都护府南北跨度长达1500公里，从昆仑山脉延伸至阿尔泰山脉，且需翻越天山，唐军难以兼顾南北。在古代，信息传递主要依赖战马，南北往返超过3000公里，耗时费力，战机稍纵即逝，极易错失良机。
武周长安二年（702年），武则天决定将安西大都护府一分为二。在天山以北至阿尔泰山脉以南的区域设立北庭都护府，首府设在庭州（今天新疆吉木萨尔县北庭镇）。其管辖范围主要包括伊州、西州、庭州、濛池都护府、昆陵都护府等，旨在控制突骑施、坚昆等部族，防范回纥等游牧民族。
北庭都护府的设立，既为安西都护府“减负”，也是一种战略“释放”。此后，安西都护府得以专心应对吐蕃。毕竟，吐蕃对大唐的威胁远大于回纥等北方游牧民族，甚至在安史之乱后，吐蕃还曾攻破过长安。
唐中宗景龙三年（709年），北庭都护府升格为北庭大都护府，品级同为从二品，与安西大都护府平级，形成分管天山南北的格局。
北庭大都护府全盛时期，下辖庭州（瀚海军）、西州（天山军）、伊州（伊吾军），以及十六个羁縻州：盐治州、盐禄州、阴山州、大漠州、轮台州、金满州、玄池州、哥系州、咽面州、金附州、西盐州、东盐州、叱勒州、迦瑟州、冯洛州、孤舒州。
北庭大都护同样兼任北庭节度使。唐玄宗天宝年间，该地镇兵两万人，战马五千匹。具体来看，庭州（瀚海军）拥有镇兵一万二千人，战马四千二百匹；伊州（伊吾军）镇兵五千人，战马五百匹；另有记载显示另一部分伊州（伊吾军）兵力为三千人，战马三百匹。（注：此处依原文数据保留，可能指不同编制或统计口径）。
唐朝丝绸之路在西域分为北、中、南三道。北道沿天山北麓，经由庭州、弓月、碎叶至怛罗斯一线。北庭大都护府负责守护丝绸之路北道，稳固大唐在天山以北的统治，并与安西大都护府形成南北呼应之势，从而掌控整个西域。
