Những người di cư Đông Á đã tới điểm phía đông của bồn địa Tarim khoảng 3000 năm trước, trong khi người Duy Ngô Nhĩ đã tới đây sau sự sụp đổ của Hãn quốc Hồi Hột tại Mông Cổ ngày nay vào khoảng năm 842.[8][9]

Tân Cương là nơi cư trú của nhiều nhóm dân tộc và tôn giáo khác nhau, tuy nhiên phần lớn cư dân tại đây theo Hồi giáo. Trong số các dân tộc có đức tin Hồi giáo, đáng chú ý nhất là các dân tộc Turk như Uyghur, Uzbek, Kyrgyz, Tatar và Kazakh, cũng có một số người Hồi giáo thuộc nhóm dân tộc Iran và người Hồi. Các dân tộc khác là Hán, Mông Cổ, Nga, Tích Bá và Mãn. Năm 1945, có khoảng 70.000 người gốc Nga sinh sống tại Tân Cương.[10]

Dân số Tân Cương ước tính vào khoảng 1.180.000 người năm 1880 và tăng lên rõ rệt sau đó do những người di cư và bị lưu đày từ Trung Nguyên.[11][12]

Tỷ lệ người Hán tại Tân Cương đã tăng từ dưới 7% vào năm 1949[13][14] lên tới 40% theo con số chính thức hiện nay.[15] Số liệu này không bao gồm các quân nhân hay gia đình của họ và những người lao động di cư không đăng ký. Những biến đổi này được cho là do Binh đoàn sản xuất và xây dựng Tân Cương, một tổ chức bán quân sự của những người khai hoang đã xây dựng các nông trường, thị trấn và thành phố rải rác khắp Tân Cương. Sự biến đổi về mặt dân tộc được những người Uyghur ly khai coi là mối đe dọa đối với văn hóa bản địa của các dân tộc tại Tân Cương. Năm 1953, khoảng ba phần tư dân cư sinh sống ở phía nam các dãy núi, thuộc bồn địa Tarim và dòng người Hán di cư thẳng tới Dzungaria (phía bắc các dãy núi của bồn địa Tarim) bởi nơi này có các tài nguyên thiên nhiên.[16] Các dân tộc thiểu số tại Tân Cương không phải thi hành chính sách một con.