元朝是我国行省制度的开端，取代了宋金时期的“路”成为一级行政区划，影响了明清、民国以及现代的行政体制。陕西四川甘肃行省就是元朝早期行省之一，出现于行省制形成时期，元灭宋不久后就被撤销分设。

1260年， 忽必烈在上都即大蒙古国汗位，建元“中统”，中统三年（1262年）设立陕西四川行中书省，简称陕西四川行省，辖区约有陕西、四川、甘肃、宁夏及青海东部、内蒙古河套地区，但当时四川东南部仍处于南宋控制之下。

陕西四川行省建立后，省会为京兆（今西安），至元三年（1266年）移治利州（今广元利州）。至元八年（1271年），忽必烈改国号为“大元”，1272年正式迁都燕京，改称大都。

至元十六年（1279年），南宋灭亡，同年持续达三十六年的钓鱼城保卫战结束，四川全境被元朝占领。至元十七年（1280年），陕西四川行省复移治京兆（今西安）。

至元十八年（公元1281年），甘肃正式建省，设甘肃等处行中书省，简称甘肃行省，治所为甘州（今张掖市），辖甘肃及宁夏大部、青海东北部及内蒙古西部部分地区。

至元二十三年（公元1286年），陕西四川行中书省分设为陕西等处行中书省、四川等处行中书省，简称陕西行省、四川行省，陕西和四川彻底分设。陕西行省辖陕西大部、甘肃南部、宁夏南部、四川西北部及内蒙古部分地区。四川行省面积比现在四川省稍小，辖四川中东部、重庆大部、陕西及甘肃南部部分地区。

陕西四川行中书省设于我国行省制度开端时期，面积较大，是元灭宋特殊时期的特殊产物，南宋灭亡后被迅速拆分，其地域基本分为陕西、四川、甘肃、宁夏、重庆五省市，此外今内蒙古西部部分地区及青海省东北部含西宁在内的地区当时也都属于陕西四川行省。

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