9世纪时，阿拉伯哈里发对土库曼斯坦农业区的统治日渐式微，地方封建政权逐渐取而代之。自821年起，塔希尔王朝开始统治呼罗珊地区，但随后被萨法尔王朝推翻。此后，来自布哈拉地区的萨曼王朝又取代萨法尔王朝，成功将呼罗珊、花剌子模及周边多个地区统一为一个中央集权国家。萨曼王朝的统治贯穿了整个10世纪，在此期间，该地区的建设活动迎来了繁荣发展时期。
9世纪初，位于土库曼斯坦马雷州的绿洲城市梅尔夫成为哈里发马蒙的驻跸之地，并定为阿拉伯哈里发帝国的第二首都，由此步入历史上的鼎盛时期。到了10世纪时，这座被誉为“沙赫贾汉”（意为“君王之魂”）的城市在塞尔柱王朝统治下迅速发展。当时新建的城区被称为“苏丹-卡拉”，其标志性建筑便是环绕中心广场而建的“苏丹-卡拉”城墙。这座城墙的防御体系极为精密：墙体外侧3米处挖有宽达22米的护城河，东侧城墙则紧邻拉齐克运河。城墙上每隔20至25米便设有一座直径4米的半圆形塔楼，塔楼内设有双层拱形射击室。墙体本身高10至12米，厚达6米，内部还暗藏堡垒与隐蔽阶梯系统。更独特的是，整座防御工事内设有迷宫般的通道，外廊立面则以18种不同造型的焙烧砖图案装饰，堪称建筑史上的杰作。
在土库曼斯坦西南部，有一处被称为代希斯坦（又称马沙德-米斯里安）的中世纪遗址，这里曾是古吉尔卡尼亚（中世纪称朱尔詹或戈尔甘）的领地范围。遗址呈方形布局，四周环绕着堤岸与护城河。现存的堤岸遗迹表明，这里曾经存在双重城墙的防御体系。考古工作者通过对10至13世纪初期防御工事内外的发掘，已经发现了部分当时的作坊区、民居、商队驿站及宗教建筑。这座古城曾在花剌子模沙阿王朝时期达到鼎盛，后毁于蒙古入侵，终因15世纪末灌溉系统荒废而彻底衰落。如今，唯余几处令人惊叹的废墟，见证着昔日的**建筑。
在探讨塞尔柱王朝早期建筑时，位于阿姆河左岸、距离现代查尔朱西北170公里处的达亚哈廷商队驿站（俗称“拜哈廷”）是不得不提的经典之作。这座矗立在阿穆勒至花剌子模古商道上的建筑，在丝绸之路贸易鼎盛时期被誉为土库曼斯坦完美的商旅驿站。其独特的建筑特色在于：墙体覆面、拱券结构与穹顶全部采用精制的烧制砖砌筑而成。
达亚哈廷商队驿站坐落于由雉堞墙围合的巨型矩形庭院中央。这座堡垒的四角均建有圆形塔楼，除门廊正面的区段外，其余塔楼间的墙段均对称分布着矩形小塔。考古研究表明，外围雉堞墙建于9-10世纪，实为塔希里时期边防哨所的遗迹，而现存的达亚哈廷建筑则于11世纪末期在此基础上兴建。该驿站的建筑结构与风格特征，堪称塞尔柱王朝“黄金时代”建筑师技艺的杰出。
在塞尔柱王朝时期，杰出的建筑当属梅尔夫的桑贾尔苏丹陵（建筑师穆罕默德·本·阿齐兹·塞拉赫西）。这座建于12世纪中叶（不晚于1152年）的陵墓，曾是中世纪都城（今苏丹卡拉遗址）中心皇家建筑群的核心部分。整个建筑群包含塞尔柱王朝宫殿与一座宏伟的清真大寺，其中清真寺紧邻陵墓的某一立面。遗憾的是，由于史料匮乏，现已无法复原建筑群原貌，也无法确定陵墓的具体方位。但这座建筑在古代文献中留下了**的记载：13世纪地理学家雅库特·哈马维赞叹：“其蓝色穹顶远在一日行程外便清晰可见”；14世纪史学家拉希德丁称其为“世间宏伟的建筑”；15世纪科学家伊斯菲扎里更不吝赞美：“此乃寰宇诸国伟大的建筑之一，其坚固将永世不摧”。
帖木儿时期，大型建筑工程不于梅尔夫，还扩展至呼罗珊北部的其他城市。在土库曼斯坦现存的少数帖木儿建筑遗存中，杰出的当属阿瑙镇的赛伊特·杰马勒丁清真寺。根据其外立面和室内的铭文记载，该寺建于1456年，当时阿布·卡西姆·巴布尔·巴哈杜尔汗统治呼罗珊（1446-1457年）。建设工程由维齐尔穆罕默德·胡代多资助，他特意选址于其父杰马勒丁（阿瑙人）的墓旁。当时的阿瑙仅是座小镇，其雉堞城墙早先已被蒙古人摧毁。这座清真寺被设计为大型宗教建筑群，包含谒陵厅、苏菲道堂以及供朝觐者使用的静修室。
如今，土库曼斯坦境内大多数古代建筑遗迹虽历经战火与自然灾害的摧残，却仍能从那些饱经沧桑的断壁残垣中，窥见昔日的**盛景。