在元朝，中国和欧洲的关系进入了一个新的阶段。由于蒙古帝国地跨欧亚大陆，有效地保证了东西方交通的畅通。因此，正如元朝人自己所说的那样，“四海为家”，“无此疆彼界”，“适千里者如在户庭，之万里者如出邻家”。在这样的客观条件下，元朝比以往中国历史上的任何一个朝代，与欧洲国家的经济文化交往都更加频繁。
元朝来华的欧洲人多是商人、传教士和旅行者。蒙古西征后，1245年初，教皇英诺森四世在法国里昂召集宗教大会，决定派遣传教士普兰诺·卡尔平尼等人携带教皇给蒙古可汗的两封信出使蒙古。这一时期，由于被蒙古人的西征所震撼，他们迫切地需要了解蒙古，了解这个来自东方的征服者。
普兰诺·卡尔平尼等人在1246年7月到达了蒙古帝国当时的政治中心——和林。8月他们参加了贵由的登基典礼。于1247年秋，他们带着贵由给教皇的复信，回到了里昂，向教皇复命。贵由在信中拒绝了教皇的一切要求，宣布蒙古可汗系受天命征服各国。但在1287-1288年间，欧洲各国与蒙古人之间的紧张关系发生了微妙的改变。列班扫马奉伊利汗阿鲁浑之命出使欧洲后，罗马教廷和西欧各国发现伊利汗竟然也是信仰基督教的，结果他们用类推的方法，错误地认为元朝皇帝也都崇信基督教，于是企图与蒙古统治者结成联盟，去共同对付异教徒。
这以后，商人、传教士和旅行者便经常进入蒙古汗国。1260年，意大利威尼斯商人尼古拉·波罗、马窦·波罗兄弟到钦察汗国境内经商，他们在钦察汗国的都城萨莱住了一年。1262年，钦察汗国与伊利汗国发生战争，归途危险，于是他们只好继续东行，到达了不花剌，在这里又住了大约3年。正好旭烈兀派使臣前往元廷，使臣邀请他们同行。1265年夏，他们历经了千辛万苦到达了元上都，见到了忽必烈。忽必烈向他们询问了欧洲各国的政治、风俗以及民情，随后决定派使臣出使罗马教廷，命波罗兄弟充当使者随行。途中，元使病倒。波罗兄弟忠实地履行了他们的承诺，带国书继续西行。1269年，他们回到了阿克儿，向罗马教廷递交了忽必烈的国书，随后回到了威尼斯。
这一次东行使波罗兄弟对东方产生了浓厚的兴趣。1271年，兄弟俩又带着年轻的马可·波罗一同谒见了新任教皇格里哥里十世，要求回中国复命。马可·波罗出生于1254 年，他的父亲是这两兄弟中的哥哥尼古拉·波罗，这一年他刚满16岁。
教皇令两传教士携带致忽必烈大汗的信随他们前往中国。两传教士惧怕旅途艰险，将信件委托尼古拉等代为送达。尼古拉父子叔侄三人，沿途边旅行边经商，走了三年半的时间，在1275年夏再一次到达了上都，向忽必烈复命。
波罗一家三人来到中国后，马可·波罗在中国一直居住了17年。他第一次见到忽必烈时刚刚21岁，风华正茂。马可·波罗很善于学习，不久就熟悉了宫廷礼仪。所以他很快就得到了忽必烈的赏识。马可·波罗曾受命出使云南和江南等地，并在扬州做官3年，又奉命出使过占城、印度。他在中国呆得久了，便成了一个中国通。但马可·波罗很想回自己的祖国看看，他多次向忽必烈表示西归的意愿，可都没被应允。直到忽必烈晚年，马可·波罗出使印度归来，恰逢伊利汗阿鲁浑请求大汗为他选妃。忽必烈将17岁的阔阔真赐给了阿鲁浑，并命马可·波罗以使者的身份护送，他才有了回国的机会。这一次的归程大概走了两年多的时间。
1295年，马可·波罗回到了威尼斯。这时正好威尼斯和热那亚为争夺海上商业利益而发生了战争。1298年，44岁的马可·波罗参加了威尼斯的舰队，在海战中不幸战败被俘。狱中，他将旅行东方各国的见闻详细述说，由比萨人鲁思梯谦记录整理成书，这就是《马可·波罗环宇记》即《马可·波罗游记》。不久马可·波罗即被释放。1324年他死在了威尼斯的家中，时年70岁，葬于威尼斯的圣多雷玆教堂。
马可·波罗在中外关系交往史上，是一个需要浓墨重彩的人物。他的《马可·波罗环宇记》也称《东方见闻录》中，对中国的养蚕、丝绸、造纸、纸币、印刷、烧煤以及城市建筑、市政管理、艺术等等，都详细地记载下来。14世纪以后，这本书在欧洲广泛流传，所以《马可·波罗环宇记》成为了当时中西文明交流的载体。欧洲人正是通过这本书，了解到了当时东方富庶繁华的中国，为后来欧洲新航路的开辟，大航海时代的到来，埋下了伏笔。
