佛教最早傳入新疆大約在公元前80年左右。它是從迦濕彌邏國(克什米爾)首先傳入于闐國(今和田)的。據傳，于闐王本不信佛教。后一個商人帶來了一位叫毗盧旃的比丘。在這個比丘的感召下，他便開始信奉佛教。以后于闐王還專門為這比丘建立了寺塔。到公元1世紀，佛教已流行全疆，逐漸在城郭諸國中實力最強的于闐、龜茲和高昌形成了三大佛教中心。這從今日遺存的佛教寺窟可窺見一斑。
到了魏晉時期，新疆佛教的發(fā)展進入了鼎盛時期，尤其于闐更為顯著，公元5世紀初，佛教已普及到于闐民間，儼然成為國教。像行像這樣重大的佛事活動，國王帶頭，傾國而動。在這一時期，于闐變成西域著名的佛國，同時也成了中原僧人巡禮的圣地之一。
龜茲曾是強調一切眾生皆可成佛的大乘佛教與主張自我解脫的小乘佛教同時流行之地。這里“其城三重，中有佛塔廟千所，”(《晉書·龜茲傳》)而且這里的佛寺規(guī)模宏大，裝飾華麗，僧眾多達萬余人。其都城西門外，路左右兩側各有立佛塑像，高達九十余尺。每年秋分的數十天期間，全龜茲僧徒都來此處聚，上自國王，下至民眾，都奉齋持戒，前來聽經受法。龜茲的高僧對國家大事有參與權，國王和大臣們議論的軍國大事，最后要征詢高僧意見后才能向民眾宣布。
我國古代著名的佛學大師、翻譯大師之一——鳩摩羅什公元4世紀中期誕生于龜茲。他母親是龜茲王的妹妹。他幼年隨母親出家，九歲隨其母到罽賓(克什米爾)學習小乘佛教，十二歲回龜茲，二十歲受具足戒，不久游疏勒(今喀什)等地，后由小乘改宗大乘。他曾以大乘佛學，數次挫敗反大乘佛教的理論，因而名震四方。他的大名不僅在新疆，連遠在長安的前秦皇帝苻堅也曾風聞過。公元401年，他到達長安，開始翻譯佛教經典的活動。他的翻譯達到了很高的水平，被看作開辟了中國譯經史的一個新紀元。為紀念這位中西文化交流的偉人，當年他主持譯經的譯場遺址——西安草場寺被修繕一新，有他的檀木雕像，不時有中外佛教信徒和游人前來頂禮和瞻仰。
高昌地區(qū)到東晉時佛教已滲入當地居民的日常生活之中。而居住在此的漢人，對佛教與道教兩種信仰曾糅合在一起加以信仰。公元7世紀中葉，佛教在高昌呈現出日益隆盛的景象。在玄奘西行回長安后主持翻譯佛經的譯場中，就有高昌的沙門玄覺，深受玄奘器重。
早在鄂爾渾回紇汗國時代，回鶻人就已接受過佛教。如唐太宗時，回鶻部首領就有以“菩薩”(梵語，“具有成佛資格的人”簡稱)為名的。9世紀后期，高昌回鶻王室從摩尼教改信佛教，促進了佛教在這里的新發(fā)展。宋朝人王延德曾親眼見到這里當時有佛寺五十余處，寺名都是沿用唐朝所賜的匾額，內有《大藏經》《經音》《唐韻》等書籍，看出高昌回鶻僧侶與內地聯(lián)系的頻繁。
明清兩代，由于信仰佛教的厄魯特蒙古(元末時的衛(wèi)拉特，明稱瓦剌)進入天山北部，佛教在北疆便開始傳播。他們于13世紀改宗藏傳佛教(俗稱喇嘛教)。清朝為加強邊防，從東北和內蒙調來大批信奉藏傳佛教格魯派的錫伯、達斡爾、蒙古察合臺部的官兵和信漢地佛教的漢人。他們在各地修起不少佛廟、佛塔。到20世紀初，佛教成為北疆地區(qū)流傳的主要宗教之一。
佛教在新疆時間長，地域廣，曾深入到各民族生活的各個方面，對天山文化的貢獻是巨大的。佛教的傳入帶來了印度文化與中原文化，促進了中西文化的交流?，F存的佛教寺塔遍布天山南北，克孜爾千佛洞一類石窟已成為舉世聞名的藝術寶庫。同時，隨著佛教的東傳，大量佛經譯為古代新疆文字。早期的漢文佛經并不是從印度的梵文直換譯出的，而是通過新疆的各種語言文字翻譯的。隨著佛教事業(yè)的大發(fā)展，翻譯學、音韻學也發(fā)展起來，而古代新疆的高僧在其中起了極為重要的作用。像疏勒高僧慧琳，在他的《一切經音義》一書中，保存了大量漢語音韻及其他方面的資料。另外，在古代新疆，佛教文學、音樂、舞蹈都特別發(fā)達。現已發(fā)現的劇本就有用龜茲語和回鶻語創(chuàng)作的經變故事。這些劇本及演出形式，對以后中原地區(qū)戲曲的形成和發(fā)展起了重要作用。帶有佛教色彩的西域音樂、舞蹈在中原地區(qū)也曾風靡一時。