1294年忽必烈逝世。同年4月，蒙古诸王贵族召开选举皇帝的忽里台于上都。会上，铁穆耳与长兄晋王甘麻剌为继承皇位竞争激烈。尔后，铁穆耳在其母阔阔真、重臣伯颜和玉昔贴木儿的支持下，由宗室诸王会议推立为帝。建元元贞(1295～1296)，后改大德(1297～1307)。
铁穆耳鉴于忽必烈晚年宠信桑哥、用兵海外等错误，优礼汉人旧臣，限制诸王参与的非法活动，罢侵日本、侵安南之役，减免江南地区的一部分赋税，又令编辑整理律令。这些措施使社会矛盾暂时有所缓和。因此，他在位前期基本上保持了守成的局面。
不过，他在位时，元军成功地击败了海都、笃哇的侵扰，迫使察合台和窝阔台两兀鲁思的统治者息兵请和，重振大汗在西方诸汗国中的宗主地位，基本上结束了西面延续四十多年的皇室内争。
大德十一年正月，铁穆耳病逝。
关于铁穆耳的政绩，史书惯称“成宗守成”。其实，他并非只是守成者，而是推陈出新者居上，且政绩与功德卓然。然后来铁穆耳与其独子相继病逝，未及安排皇位承继事宜，引起了元朝政局的动荡。
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