武周时期，北方边疆出现的最大变化就是后突厥的兴起。伴随着后突厥对武周造成的日益严重的威胁，武则天的北疆政策可以说是以应对后突厥的出现为中心而不断做出调整。面对后突厥带来的压力，武则天采取了和战相结合的应对措施。在突厥可汗骨咄禄在位时期，双方以战为主。伴随着新可汗默啜的掌权及契丹的反叛对北疆带来的影响，武则天也改变了对后突厥的政策，对其尽可能地做出让步，尽力避免战争，只有在战争难以避免的情况下，才与其交战。武则天在与默啜的交锋中基本处于下风，不断地妥协退让。与后突厥政策形成鲜明对比的是在河北，对于入侵的契丹叛军，武则天采取了毫不妥协、坚决镇压的态度。
更重要的是，后突厥与契丹对于武周北方边疆的强有力地冲击迫使武则天的北疆政策逐步转入防御，改变了太宗、高宗两朝在北疆积极进取的政策，唐王朝在北疆乃至整个边疆统治体系呈现收缩状态。武则天的北疆政策实质是由前代内政、外交历史的延续以及北疆政治格局的演变等主客观因素决定的。太宗、高宗两朝的北疆政策及其所造成的北疆政治格局的变化对武后的北疆政策产生了巨大影响，同时也受制于当时的内部政治环境。唐王朝的成功建国与当时北疆强盛的东突厥政权的支持是分不开的。当时的东突厥政权凭借强大的军事实力不仅在北方草原占据着绝对优势，“时中国人避乱者多入突厥，突厥强盛，东自契丹、室韦，西尽吐谷浑、高昌，诸国皆臣之，控弦百馀万”，更利用中原混乱的局势介入中原内战，捞取政治好处。李渊起兵之前曾先向东突厥示好，许诺以好处，以争取到东突厥的支持。史载：李渊“自为手启，卑辞厚礼，遗始毕可汗云：‘欲大举义兵，远迎主上，复与突厥和亲，如开皇之时。若能与我俱南，愿勿侵暴百姓；若但和亲，坐受宝货，亦唯可汗所择’。”在唐王朝建国后，东突厥受到极其优厚的待遇，不仅其来使得到赐宴太极殿，奏九部乐的隆重礼遇，还得到巨额赏赐。唐高祖李渊在始毕可汗死后不仅“举哀于长乐门，废朝三日，诏百官就馆吊其使者”，还迫于东突厥的压力，交出了已降唐王朝的西突厥曷娑那可汗。
当时的唐王朝出于刚刚建国，国内局势不稳，百废待兴的原因，不得不对东突厥做出巨大的妥协，让步之大远远超出武则天在征讨契丹时期对默啜做出的让步，这实际也为日后武则天对后突厥政权的巨大让步开了先河。此时的东突厥汗国盛极一时，不仅称霸北方草原，还控制着北方边境的一些如梁师都、刘武周之类的割据政权以用于遏制唐王朝的发展，其对于唐王朝的巨大威胁曾一度迫使唐高祖李渊考虑迁都避祸。这一时期，由于中原尚未统一，政局不稳，面对东突厥汗国带来的巨大威胁，唐王朝在北疆实在难以有所作为。但东突厥汗国由于内部的民族矛盾以及其游牧经济的不稳定性很快陷入衰落状态。首先是东突厥下属的回纥、薛延陀背叛，击溃了东突厥前来镇压的军队，叛乱更加难以遏制。其次是东突厥此时又逢天灾，“会大雪，平地数尺，羊马多死，民大饥”，突厥统治集团内部也发生政变，实力大减。东突厥势力的衰弱，为唐王朝在北疆的积极活动扫除了障碍。唐太宗积蓄力量，联合铁勒诸部，最终在贞观四年（630）击溃东突厥，俘获了东突厥颉力可汗。东突厥政权自南北朝以来在北方草原的霸权地位至此中断。东突厥汗国灭亡之后，如何处理东突厥降众成为一个重要的问题。当时，朝臣们各抒己见，意见不一。
史载：“朝士多言：‘北狄自古为中国患，今幸而破亡，宜悉徙之河南兗、豫之间，分其种落，散居州县，教之耕织，可以化胡虏为农民，永空塞北之地。’中书侍郎颜师古以为：‘突厥、铁勒皆上古所不能臣，陛下既得而臣之，请皆置之河北。分立酋长，领其部落，则永永无患矣。’礼部侍郎李百药以为：‘突厥虽云一国，然其种类区分，各有酋帅。今宜因其离散，各即本部署为君长，不相臣属；纵欲存立阿史那氏，唯可使臣其本族而已。国分则弱而易制，势敌则难相吞灭，各自保全，必不能抗衡中国。仍请于定襄置都护府，为其节度，此安边之长策也。’夏州都督窦静以为：‘戎狄之性，有如禽兽，不可以刑法威，不可以仁义教，况彼首丘之情，未易忘也。置之中国，有损无益，恐一旦变生，犯我王略。莫若因其破亡之馀，施以望外之恩，假之王侯之号，妻以宗室之女，分其土地，析其部落，使其权弱势分，易为羁制，可使常为籓臣，永保边塞。’温彦博以为：‘徙于兗、豫之间，则乖违物性，非所以存养之也。
请准汉建武故事，置降匈奴于塞下，全其部落，顺其土俗，以实空虚之地，使为中国扞蔽，策之善者也。’魏征以为：‘突厥世为寇盗，百姓之仇也；今幸而破亡，陛下以其降附，不忍尽杀，宜纵之使还故土，不可留之中国。夫戎狄人面兽心，弱则请服，强则叛乱，固其常性。今降者众近十万，数年之后，蕃息倍多，必为腹心之疾，不可悔也。晋初诸胡与民杂居中国，郭钦、江统，皆劝武帝驱出塞外以绝乱阶，武帝不从。后二十馀年，伊、洛之间，遂为氈裘之域，此前事之明鉴也！’彦博曰：‘王者之于万物。天覆地载，靡有所遗。今突厥穷来归我，奈何弃之而不受乎！孔子曰：有教无类。若救其死亡，授以生业，教之礼义，数年之后，悉为吾民。选其酋长，使入宿卫，畏威怀德，何后患之有！’上卒用彦博策，处突厥降众，东自幽州，西至灵州；分突利故所统之地，置顺、祐、化、长四州都督府；又分颉利之地为六州，左置定襄都督府，右置云中都督府，以统其众。”
唐太宗面对大臣不统一的意见，最终采取了温彦博的策略，希望通过设置羁縻府州来管理突厥降众，在当时虽有一定的合理性，但却使东突厥降众保留了相对完整的建制，为中原地区的安全留下了隐患，也为突厥的复国提供了基础。在反抗东突厥汗国的活动中，薛延陀逐步崛起，其首领夷男可汗不仅获得了北疆诸多反抗东突厥汗国部族的拥戴，更获得了唐王朝的册封，得到了唐王朝的大力支持。史载：“突厥北边诸姓多叛颉利可汗归薛延陀，共推其俟斤夷男为可汗，夷男不敢当。上方图颉利，遣游击将军乔师望间道赍册书拜夷男为真珠毘伽可汗，赐以鼓纛。夷男大喜，遣使入贡，建牙于大漠之郁督军山下，东至靺鞨，西至西突厥，南接沙碛，北至俱伦水；回纥、拔野古、阿跌、同罗、仆骨、霫诸部落皆属焉。”东突厥汗国灭亡后，北方草原出现了政治真空，薛延陀填补了这一空白，并先后击败了西突厥以及阿史那社尔的挑战，势力日趋壮大。
但此时的薛延陀汗国对于唐王朝的威胁远不如武德年间的东突厥汗国那么严重。唐王朝为了应对薛延陀汗国的威胁，东突厥降众于是成为一个可以利用的重要力量。虽然薛延陀夷男可汗不断向唐王朝表示忠心，几乎每年都遣使朝贡，并向唐王朝求和亲，但薛延陀夷男可汗称霸北方草原的野心与唐王朝的北疆利益是格格不入的，双方的冲突注定难以避免。为了防止薛延陀汗国势力南下，唐王朝让东突厥余众建牙于河北，成为唐王朝直接统治区和薛延陀汗国之间的缓冲区，同时也便于利用东突厥余众保卫唐王朝边境，监视、遏制薛延陀汗国。但是，东突厥降众成建制地出现在北方草原是薛延陀汗国夷男可汗所不愿意见到的。在东突厥汗国灭亡之后，薛延陀夷男可汗曾上书唐太宗，提出：“突厥酣乱翻覆，其未亡时杀中国人如麻，陛下灭其国，谓宜收种落皆为奴婢，以偿唐人”。在提议未被采纳后，面对受到唐王朝册封的思摩所率领成建制的突厥降众以及来自唐王朝的不准薛延陀侵犯东突厥降众的警告，薛延陀只能通过军事手段击溃思摩部，以摆脱唐王朝的这一牵制措施。于是在贞观十五年（641），薛延陀汗国利用太宗封禅之机，偷袭东突厥余众，但最终败于唐军之手。此后，唐王朝又对薛延陀采取先许婚而又悔婚的措施，不仅使薛延陀消耗了大量聘礼，还使薛延陀在铁勒诸部面前丢尽了面子，从物质和精神两方面严重削弱了薛延陀，更重要的是表明了薛延陀汗国失去了唐王朝的支持。贞观二十年薛延陀汗国很快即在唐王朝与回纥等铁勒部落联合绞杀之下灭亡了。在唐王朝处理与东突厥汗国、薛延陀汗国关系的过程中，回纥势力及在北疆的威望不断上涨，“回纥吐迷度已私自称可汗，官号皆如突厥故事”。
虽然如此，但薛延陀汗国灭亡后，唐王朝在漠北的威望大涨，面对一个先后灭掉东突厥汗国、薛延陀汗国两大北方草原强权的新兴帝国，没有哪一个铁勒部族敢于填充薛延陀汗国留下的政治真空，与唐王朝为敌。在唐太宗亲赴灵州威慑铁勒诸部效忠唐王朝的途中，回纥、拔野古、同罗、仆骨等铁勒部落使臣觐见了唐太宗，在表示向其纳贡的同时又提出：“延陀可汗不事大国，暴虐无道，不能与奴等为主人，自死败，部落鸟散，不知所之。奴等各有分地，不能逐延陀去。归命天子，愿赐哀怜，乞置汉官司，养育奴等。”唐太宗到达灵州后，接见了漠北铁勒诸族的重要人物，他们向太宗奏称：“愿得天至尊为奴等作可汗，子孙常为天至尊作奴，死无恨”。经历了东突厥汗国、薛延陀汗国先后称雄草原地区之后，唐太宗不准备让任何一个北疆部落再次取得该地区的霸权。
为了避免北疆再度出现霸权威胁唐王朝的北疆利益，唐太宗建国以来首次在北方草原设立高级行政机构，“置燕然都护府，统瀚海等六都督、皋兰等七州，以扬州都督府司马李素立为之”。在燕然都护府建立起来之后，北疆地区逐步纳入到唐王朝的管理体系之下。通过设置行政机构，唐王朝加强了对北方草原的控制，对于铁勒诸部的控制也进一步加强。也正因为如此，一方面，受到约束的铁勒诸部不能轻易地侵犯东突厥降众，而此后相对稳定的北方草原的政治环境也利于东突厥余部休养生息，为日后突厥复国做好了实力储备；另一方面，唐王朝对于北方草原事务的进一步介入以及对于铁勒诸部监控的加强，势必加深双方之间的矛盾，而这一矛盾也将不可避免地为日后的后突厥汗国所用。应该说，此时的唐王朝在北疆的统治出现了质的提高，从依靠当地统治者的效忠与军事镇抚转向通过军事、行政管辖双重手段进行统治，管理内容更加丰富，控制程度进一步深化。