帖木兒帝國的政治體制爲半中央集權體制，設爲中央、地方兩級政府。帖木兒帝國吸收了波斯政治制度的長處，設有比較完善的官僚體制。中央政府在蘇丹主持下設大臣會議。地方各省設長官3人，分管軍事、民事及稅收與無主產業。軍隊由40箇中亞突厥大軍事地主與部落構成。建有系統的司法制度，將宗教、刑事、民事及行政訴訟分開，由法官分別專理。土地制度實行封建采邑制，將所征服的土地分給家族成員、軍事將領、埃米爾及各地統治者，對人民徵收賦稅。
帝國重視國內外的商業貿易發展，曾爲印度、波斯東部開闢了陸上的新商道。“絲綢之路”中段站驛相望，道路無阻，遠地商旅，鹹得其濟。在首都撒馬爾罕和大不里士，東西方各國商旅匯聚，商肆櫛比，百貨雜陳，民物富庶。農業上修建了大型灌溉工程，溝渠完整，農村“田土地膏腴，人民繁庶”、“五穀蕃殖，食物豐饒”(《西域番國志》)。
帝國重視城市建設，曾一度毀於戰火的城市得到重建和擴建，以移民充實，並在邊關要道新建了新的集鎮，將撒馬爾罕和赫拉特擴建成最繁華的政治、經濟、宗教和學術文化中心。帖木兒帝國的后王曾與大明帝國長期互派使節通好，商人、學者、旅行家頻繁往採，進行經濟貿易和文化交流。
帖木兒汗國奉行伊斯蘭教遜尼派教義和教法，統治者以伊斯蘭教的保護者自居。各地設有教法官，主持司法和宗教事務。在首都赫拉特設有教法監督官，稱“穆赫塔希布”，監督穆斯林執行教規。伊斯蘭教職人員在社會上享有很高地位，在宮廷中延聘著名宗教學者擔任國師、大臣、參議，輔佐蘇丹施政。帖木兒將社會分爲主2個等級，把賽義德(即聖裔)、謝赫(即長老)、烏萊瑪(即學者)等宗教領袖人物列爲第一等級，並賜予土地和其他宗教權益，在各地興建了大量清真寺和宗教大學，尤以赫拉特賈米大清真寺、侯賽因·拜卡拉經學院、郭瓦夏古學府、撒馬爾罕和布哈拉的伊斯蘭大學最爲著名。在帝國的保護和支持下，以布哈拉爲中心的蘇菲派納格什班迪耶教團在中亞得到廣泛的傳播和發展，其學說對帝國的社會政治、文化和生活有相當大的影響。對什葉派採取寬容政策，保護和修葺了什葉派的清真寺和聖地。
帖木兒帝國在經濟發展的基礎上，吸收不同民族的優秀文化成果，交融匯合，展現了具有突厥特色的文化新貌，進一步發展了突厥—伊朗文化。在沙哈魯和兀魯伯統治時期，採取提倡、保護和贊助學術文化的政策，東、西方的學者、詩人、工匠雲集於撒馬爾罕和赫拉特等城市，從事科學研究和著書立說，在文學、詩歌、繪畫、建築、史學、天文學、語言學等方面都有建樹。
在文學上，出現了著名的詩人哈菲茲、賈米、納瓦伊等，他們的作品在伊斯蘭文化史上佔有重要地位，馳名世界。
在繪畫上，將波斯細密畫達到高超的水平，形成了各具獨特風格的赫拉特派和撒馬爾罕派。
在建築上，將波斯、阿拉伯同突厥建築風格融爲一體，呈現出突厥民族特色。所建造的賈米清真寺、古爾·埃米爾陵墓及宮殿、宗教大學、天文臺，巍峨完美，裝飾華麗，雕鏤精湛，色調明快。
在天文學上，兀魯伯在撤馬爾罕建造的天文臺和編制的《兀魯伯天文表》，是16世紀以前著名的天文臺和精確度最高的天文表。在史學上，哈菲茲·拉卜魯編定的《歷史精華》記述了沙哈魯與中國明王朝通使的詳細經過。
阿卜杜·拉扎克撰定的《沙哈魯史》記述了帝國許多重大歷史事件，具有重要的史料價值。在波斯語文學的影響下，形成了“突厥文化”，察合臺語發展起來 ，並用突厥語創作詩歌和文學作品。帖木兒汗國的大多數統治者均喜愛文學藝術，蘇丹沙哈魯、兀魯伯、侯賽因·拜卡拉均爲著名的學者和科學家，被後世學者讚譽爲“伊斯蘭科學和藝術的偉大保護者”。
