西域都护设立后,中原地区先进的生产技术不断传入西域诸国,极大地促进了这一地区经济的发展,与此同时,由于汉王朝加强了对西域的管理,保障了通往西方的丝绸之路的畅通,在南、北两条通道上,商人使者往来频繁,大大地促进了中西方经济文化的交流。
西域都护府既是汉朝的军事驻防区,也是一个特殊的行政区。一方面它与内地的正式政区不同,不设置郡、县,依然保留原来的国,汉朝一般不干预它们的内部事务,但掌握它们的兵力和人口等基本状况;另一方面,都护代表朝廷掌管这些国家的外交和军事权,可以调动它们的军队,决定它们的对外态度,必要时还可直接废立他们的君主,甚至取消某一个国。正因为如此,西域都护府也是汉朝疆域的一部分。西域都护的设置,使西域正式成为了汉朝版图。这是一个具有重大历史意义的事件。