Việc Kara-Khanid tiếp quản khu vực đã không thay đổi đặc điểm Ba Tư căn bản tại Trung Á, song nó đã đem đến những biến đổi về nhân khẩu học và dân tộc ngôn ngữ học. Dười thời Kara-Khanid, cư dân địa phương ngày càng nói tiếng Đột Quyết (Turk) - ban đầu chỉ là về mặt ngôn ngữ khi dân bản địa chấp nhận tiếng Đột Quyết, sau đó những người Đột Quyết nghèo khó hơn cũng đến định cư.[19] Trong nhiều thế kỷ Trung Á bị Đột Quyết (Turk) hóa, văn hóa của người Đột Quyết tiến gần đến chỗ bị Ba Tư hóa, và trong một phương diện nào đó là Ả Rập hóa.[5] Những người cai trị Kara-Khanid cũng bị Ba Tư hóa đến mức chấp nhận "Afrasiab", một nhân vật thần thoại Shahnameh là tổ tiên của họ. Tuy nhiên, ngôn ngữ chính thức hay ngôn ngữ triều đình được sử dụng tại Kashgar và các trung tâm Kara-Khanid khác, được gọi là "Khaqani" (hoàng gia) thì vẫn là tiếng Đột Quyết. Ngôn ngữ này một phần dựa trên các phương ngữ của các bộ lạc Đột Quyết đã hình thành nên Kara-Khanid. Chữ viết Đột Quyết cũng được dùng trong tất cả các tài liệu và văn thư của khả hãn.[20]

Dīwānu l-Luġat al-Turk (Từ điển các ngôn ngữ Đột Quyết) được một sử gia nổi tiếng Kara-Khanid là Mahmud al-Kashgari viết, ông có thể đã sống một khoảng thời gian tại Kashgar trong triều đình Kara-Khanid. Ông đã viết cuốn từ điển toàn diện đầu tiên về các ngôn ngữ Đột Quyết bằng tiếng Ả Rập cho khalip của Baghdad từ 1072-76. Nhà văn nổi tiếng khác tại Kara-Khanid là Yusuf Balasaghuni, ông đã viết Kutadgu Bilig (Châm ngôn hạnh phúc), là tác phẩm văn chương duy nhất viết bằng chữ Đột Quyết còn được biết đến trong thời kỳ Kara-Khanid.[20] Kutadgu Bilig là một dạng văn chương khuyên bảo được gọi là "gương cho hoàng tử".[21] Đặc tính Đột Quyết là điều hiển nhiên trong cả hai văn bản trên, song nó cũng cho thấy ảnh hưởng từ văn hóa Ba Tư và Hồi giáo.

Hồi giáo và nền văn minh của nó đã phát triển mạnh mẽ dưới thời Kara-Khanid. Một trong những ví dụ sớm nhất của madrasas (trường Hồi giáo) tại Trung Á đã được Ibrahim Tamghach Khan thành lập ở Samarkand. Ibrahim cũng cho thành lập một bệnh viện để chăm sóc cho bệnh nhân cũng như cung cấp nơi trú ẩn cho người nghèo.[6] Con trai ông là Nasr Shams al-Mulk đã cho xây các ribat (pháo đài nhỏ) cho các chuyến caravan trên tuyến đường giữa Bukhara và Samarkand, và một nơi gần Bukhara. Một số công trình được các lãnh tụ Kara-Khanid cho xây dựng vẫn còn tồn tại cho đến nay - chẳng hạn như tháp Kalyan được Mohammad Aslan Khan cho xây bên cạnh nhaif Hồi giáo chính ở Bukhara, và ba lăng mộ tại Uzgend. Ngững người cai trị Kara-Khanid đầu tiên là những người vẫn quen với lối sống du mục, họ không sống trong thành mà ở một doanh tại bên ngoài kinh đô, đến thời Ibrahim, Kara-Khanid vẫn duy trì truyền thống du cư, các công trình tôn giáo và dân sự trải dài đã cho thấy nền văn hóa và truyền thống của những người định cư tại Transoxiana đã bị đồng hóa.[6]