Сведения о карлуках встречаются в письменных памятниках V века нашей эры. В китайской хронике «Таншу» начала VII века указывалось, что карлуки — одно из тюркоязычных племен, в состав которого входят племена булак, жикил (чигиль) и шашлык. Арабо-персидские источники называют карлуков древними тюрками. Тюркский историк аль-Марвази (XII в.) насчитывает в составе карлукского племенного союза 9 племен. Основные места расселения карлуков — предгорья Джунгарского Алатау до среднего течения Сырдарьи. Письмена Культегина свидетельствуют о вхождении карлуков в состав Восточно-тюркского каганата. Одной из причин переселения в Жетысу явилось поражение от Уйгурского каганата. Вожди карлуков воспользовались упадком Тюргешского каганата и в 756 году создали свое государство. Столицей был город Суяб.
Чтобы отвести угрозу со стороны Китая, в 766-775 годах карлуки завоевали Кашгарию. расширив свои границы на восток. В начале IX века карлуки потерпели поражение от Уйгурского каганата Борьба длилась 20 лет. Наконец, карлуки в союзе кыргызами в 840 году нанесли поражение Уйгурскому каганату. После победы Бильге Кул Кадыр-хан — правитель города Испиджаб — объявил себя каганом. С целью распространения ислама династия Саманидов объявила «священную войну» карлукам и захватила Испиджаб и Тараз, где была построена мечеть. Каган Огулшак временно перебрался в Кашгар. Большинство представителей знати Карлукского каганата жили во второй столице — городе Баласагун. Руководили борьбой с Саманидами сыновья кагана Бильге Кул Кадыр-хана — Базар Арслан и Огулшак. Сопротивление карлуков арабам продолжалось около двух веков. Воспользовавшись тяжелым положением в Карлукском каганате, тюркские правители Кашгарии в 940 году захватили город Баласагун и каганат был разгромлен.
Через два года город захватил сын Арслан-хана Сагпук Богра-хан. В периоды правления этого хана и его сына произошло массовое принятие кар луками ислама Богра-хан является основателем государства Караханидов. Существовавший около двухсот лет Карлукский каганат распался. Неизвестный автор исторического труда «Худуд аль-алам» писал, что в стране карлуков имеется 25 городов и множество поселений. Среди них Кулан, Мирки, Атлах, Балык, Барсхан, Талгар. Арабский автор аль-Идриси писал: «В городе кагана много населения, мощная крепость, тьма войск и оружия». Большое влияние на материальную культуру карлуков оказал Великий Шелковый путь, пролегавший через территорию каганата.
У карлуков широко была распространена традиция устанавливать каменные изваяния — балбалы на могилах предков. Найденные на Орхоне и Енисее, а также на берегах рек Талас и Чу древние тюркские письмена, важнейшими из которых являются «Наставления кагана Бумыня» Иолыг-тегина «Письмена Культегина» и «Тоньюкок», свидетельствуют, что в VIII-IX веках начал распространяться новый вид тюркской письменности — карлукский. А временем появления и начала распространения древней тюркской письменности является V в. до н.э., что подтверждается чашей с надписью из Иссыкского кургана. Письмена Иолыг-тегина и «Тоньюкок» являются яркими первыми образцами письменного народного тюркского творчества.