采行汉法，是当时忽必烈建政的主要内容。中统元年（1260年）八月，郝经向忽必烈上《立政议》一疏，就明确提到：新朝立纲陈纪，当以国朝之成法，据唐宋之故典，参辽金之遗制，并特别强调了行用汉法的问题。
“昔元魏始有代地，便参用汉法。至孝文迁都洛阳，一以汉法为政，典章文物，粲然与前代比隆。”“金源氏起东北小夷，部曲数百人，渡鸭绿，取黄龙，便建位号，一用辽、宋制度。”
稍后，徐世隆也向忽必烈提出：“帝中国当行中国事”的原则。许衡在论述这一原则时从历史和物理两个方面作了很贴切形象的说明：“考之前代，北方之有中夏者，必行汉法，乃可长久。故后魏、辽，金，历年最多。他不能者，皆乱亡相继。”
所谓“汉法”，当时人理解是指中原王朝的汉官仪制，实质上它便是与中原发达的封建经济基础相适应的上层建筑。
早在窝阔台时期，在耶律楚材的经画下，制定了某些与华北社会经济基础大体相适应的制度。同时也开始了奉行或反对这套制度的长期斗争。
忽必烈的即位，正就是改革派的胜利。新王朝体制建设的核心，本质上就是采行汉法的问题。元初的建政定制很自然地是以金朝为蓝本的。由女真族所建立的金王朝在采行汉法上已经积累了丰富的经验和成绩。忽必烈一即位，就令省臣编辑《大定政要》，以金世宗这个当时人誉为“小尧舜”的帝王作为自己的政治楷模。
中统二年（1261年）四月，他在开平召见诸宰臣，诸宰臣把已编好的《大定政要》呈进，“因大论政务于上前，圣鉴英明，多可其奏”。其后，又由王磐、徐世隆、王鹗署名，在至元二年（1265年）二月呈进《大定治绩》，作为忽必烈的重要政治参考。
不过，金朝毕竟只是领有北中国的小朝廷，而且，忽必烈也不愿让人指为从亡国之政，所以当时人宁愿标榜为取法唐、（北）宋，以表示自己要继承中朝正统的雄心。
在中央，忽必烈一即位，便首次建立了上承天子、下统百司、以治民庶的最高行政机关中书省，行使宰相职权。诸宰执人员中虽多有由怯薛成员充任，但这时，中书省已作为外廷的政务机关正式从怯薛必阇赤人员中独立出来，总司政务。
怯薛从此演变成为皇帝内廷的侍御与禁卫组织。中统二年（1261年），始立中书左右部。其职责为“承命宣制，奉行文书，铨叙流品，编齐户口、均赋役、平狱讼”。
明见当时的设计是由中书总揽百司，议政献替，而具体行政则由中书左右部负担。中统三年，由回回人阿合马领中书左右部，兼任诸路都转运使，专以财赋之任委之。
阿合马且请总司财用，欲专奏请，不关白中书。张文谦反对说：“分制财用，古有是理，中书不预，无是理也。”两年以后（至元元年十一月）罢领中书左右部，并入中书省。至元三年（1266年）正月，又设制国用使司，主“通漕运、谨出纳、充府库、实仓廪、百姓富饶、国用丰备”。
至元七年，罢制国用使司，设尚书省。尚书省的主要任务是理财，但它的职权不同于北宋的三司，而却略同于中统初的中书左右部。所有地方的行中书省都改作了行尚书省。“凡铨选各官，吏部拟定资品，呈尚书省，由尚书咨中书闻奏。”
尚书省有取代中书省成了最高的行政机关之势。同时，又有立三省之议。高鸣上封，认为唐行三省制（中书、门下、尚书），“方今天下大于古而事益繁，取决一省，犹曰有壅，况三省乎！”“政贵得人，不贵多官，不如一省便。”
至元九年，忽必烈亦对中书与尚书两省并置的局面感到繁冗，故又将尚书并入中书。有元一代，虽后来又曾两度设尚书省（一在忽必烈后期，一在武宗时），但都是很快罢废。中书省是中央最高行政机关的定制一直没有变化。
中央最高的军事管理机关为枢密院。中统四年（1263年）始设，主“备军政、严武备，辟疆场、肃号令，谨先事之防，消未形之患，士马精强，敌人畏服”。从此，军政才开始有了经常的统理机关。
至元五年始设御史台，掌纠察百官善恶，政治得失。此外，又在中统二年初设翰林国史院，至元七年创设司农司，寻改为大司农司。前者是对封建文士的尊礼，后者是重视生产的表征。至此，中央封建王朝的组织建制基本上趋于完成。
与此同时，一系列法令、条格、制度、仪制都先后建立起来。中统二年颁《中统权宜条理》、至元元年颁行《新立条格》、至元三年作太庙八室，至元六年立国子学、定朝仪服色，至元八年颁行户口条画。所有这些，都是采行汉法的重大步骤。经过这一系列的兴建设施，一个在总体上继承并发展了中原传统王朝政治制度的新王朝已完整地确立起来。
忽必烈于是在至元八年十一月，正式改国号为大元，“盖取《易经》‘乾元’之义”。
对地方和军队的整顿主要是在平服李璮叛乱之后进行的，忽必烈对于华北、山东的军阀世侯过去有过和李璮的书信交通或胁从诖误，概予曲免，同时则迫使他们交出世代相沿、子侄包揽的地方军民权力。
史天泽率先上书，说：“兵民之权，不可并于一门。行之，请自臣家始。”于是史氏子侄即日解兵符者十七人。史氏原受封卫州之汲、胙城、新乡、获嘉、苏门等五县为封邑。史天泽也一并辞还。其的汉人世侯也终于被依法炮制。
张柔诸子中，弘略、弘范都依例解兵权。严忠嗣也因是罢官归家。张柔、严忠济、河间马总管、济南张林、太原石抹总管等所有之封户，均明令改隶民籍。与此同时，忽必烈又相继采取了如下措施：
1.罢汉人诸侯世守，行迁转法（或称调官法）。至元元年（1264年）十二月，廉希宪奏：“国家自开创已来，凡纳土及始命之臣，咸令世守，至今将六十年，子孙皆奴视部下。都邑长吏，皆其皂隶僮使，前古所无。宜更张之，使考课黜陟。”忽必烈采纳了这一建议。
十二月，正式罢诸侯世守，行迁转法。如史权自真定改总管东平，济南张宏（张荣孙）迁守真定。改世守为流官，便从根本上消除了地方军阀世守一方，实同列国的局面。据当时记载：“至元之罢侯守，民盖有视其故侯如路人，甚至追咎怒骂如仇雠者。”可见人民对这些军阀世侯的痛恨程度。
2.地方实行军民分治。李璮叛乱既平，忽必烈分益都军民之权为二，命董文柄领军，撒吉思治民，各司其职。随即把这一制度推行各地，“诏诸路管民官理民事，管军官掌兵戎，各有所司，不相统摄。”“各路总管兼万户者，止理民事，军政勿预。”
3.削去私家兼揽的权力。规定：“诸路管民总管子弟，有分管州、府、司、县及鹰坊、人匠诸色事务者，罢之。”成立了专管军人在家人口的十路奥鲁总管，诸路汉军奥鲁毋隶各万户管领。凡奥鲁官内有各万户弟男及私人者，皆罢之。
4.以诸路官员子弟入京充质（中统五年罢诸路四品以下子孙入质者）。
5.易将。仍握有军队的汉人万户，彼此进行互换或调派，使与其世有的军队分离。如以董文柄代史氏二万户为邓州光化行军万户，以史格代张弘范为亳州万户，而以史格原领之邓州旧军付张弘范指挥。
6.置万户府监战，选宿卫士以监汉军。
7.地方长官，以蒙古人充各路达鲁花赤，汉人充总管，回回人充同知，永为定制，使他们之间互相牵制。
经过这一系列的整顿，世侯割据的问题彻底得到解决，中央集权体制得以确立。当时地方的政权机构设置是：中统二年十一月十路宣抚司撤销后，翌年十二月复立十路宣慰司，分领府州司县。
在边境前线地区或地方有特殊事故时，即由中书宰臣领行中书省事坐镇，行中书省（简称行省）是中书省的临时派出机构，仍不能视为地方常设的一级政府组织。诸路又各设有提举学校官，领学政；转运司，主财政。地方政权机构的设置，亦于是大备。以上所述中央以及地方的政权设置都是继承与发展中原王朝的传统制度而来的。
