绥远的开发最早可以追溯到战国时代，秦汉两代对绥远军事、农垦并重，自关内移民垦殖，借以实边，其范围东自雁门，代郡起，西至朔方郡止，即绥东五县与五临河套一带，东汉末叶，绥远垦殖逐渐废弛。经三国两晋的荒废，北魏又重新开垦，建都和林、盛乐、代都各郡，当时绥远成为畿内之地，设州置镇，又从事垦殖。后魏拔陵倡乱，垦务又废。迨至唐代，绥远设振武军，复置州郡，于是辟农田，兴水利，实行大规模屯垦。唐末五代，垦殖又弛。宋代绥远，版图已非。辽、金、元三朝，因乱未暇开发。明代三百余年，虽有驻兵屯垦计划，但边疆多事，开发不久，又弛。
公元前127年，汉武帝击败匈奴，把匈奴逐入黄河以北和以西的地区，占领了河套地区。为了保证对匈奴作战的顺利进行和最终取得胜利，巩固河套地区，减少财政开支和浪费，汉廷决定开发河套，就地解决军粮问题。在占领河套的当年，汉廷在河套设立朔方、五原二郡，采纳主父偃的建议，募民十余万人徙居朔方。后又设立西河郡，把70万内地贫民迁移到河套。到元鼎六年（公元前111），朔方、上郡、西河、五原、北假等地都设置了田官，用几十万贫民、戍卒、田卒进行屯田耕垦，就地生产粮食，直接供应前线军队的需要。一时间，荒凉的河套地区变得颇为繁荣，赢得了“新秦中”的美誉。
汉代在河套屯田使用的劳动者不仅有移民，包括豪民、贫民及其家属以及田卒、戍卒、军士等。汉武帝继承秦朝的做法，把移民实边当作开发河套地区的重要手段，直到东汉末从未间断。武帝时，先后于元朔二年、元狩二年和三年、元鼎六年，数次大规模、集团式地往河套移民。武帝以后，移民的方式改变为零散地迁移。这种方式多用于惩办不法分子，对付罪人及其家属，直到东汉末年仍在继续推行。总的来看，汉代迁到河套的移民有下列两种：一是豪民。迁徙豪民多在武帝时，如元狩五年（公元前118）“徙天下奸猾吏民于边”。文帝时，实行招募豪民“入粟塞下”；武帝则改为“耕边入谷”，应募的豪民在边地耕种，收获谷物交给当地政府，然后再到京师领取粮价。二是贫民。贫民包括流民，是汉代徙往河套的主要对象和屯田主力。这些贫民有的得到了小块土地，成了自耕农；有的承租官田，成了国家的佃户；也有的流入私家，成了私人奴婢或佃农，而且越到后来流入私家的越多。上述这些移民，不管是哪种人，一旦在边地占籍，按汉代的法律，就不准再返回内地，即使立了大功，也难以返回。所以，移民们常常采取逃亡的办法来对抗汉政府，但汉政府屡次将逃亡的移民遣返回边地。汉政府一边移民边地屯垦，一边严禁移民返回内地，以此来保证边地屯田的劳动力。
田官是管理屯田的机关，其上级为农都尉和护田校尉，后者的职责是统领骑兵保护屯田。田官管辖的主要劳动力是田卒。田卒是一年一更戍边的力役，一般从农业区征集而来，成批地集中于田官，由各郡供给正月至八月的衣食、耕垦边境的荒地。他们获得的全部收成都要缴公，这实质上是编户齐民向汉政府提供的劳役地租。田卒不需要携带家属，也可以自己出钱雇人代役。田官屯田隶属大司农管辖，是有组织、有计划的行为，因此，它能得到充足的铁制农具和耕牛。汉简中就曾提到“铁器簿”，赵充国屯田时也曾“谨上田处及器用簿”。田官中有专门饲养耕牛的田卒，耕牛的数量十分可观，因而需要编成籍簿（详细登载每条牛的特征），上报田官。当时，内地尚有些地区不知牛耕，而河套的牛耕却已十分普遍了。为便于兴修水利，田官控制着数以千计的田卒，如田卒不足，政府还调集戍卒来修渠挖井。总之，田官的设置，保证了以强大的人力物力和先进的生产工具与技术进行屯田，从而为开发河套做出了巨大贡献。
戍卒也是服役的编户齐民，其主要职责是候望。平时，戍卒分散在各烽燧，望敌情，传递烽火，巡视屯田。在边事不紧时，戍卒常被抽调出来参加屯田生产，这部分戍卒叫省卒。省卒常被派去为大司农伐茭，为田官修渠。另外，他们也在烽燧附近开垦菜田，个别烽燧还把田地分给戍卒开垦。有的戍卒带有家属，家属都登记在册，由官府供应口粮，不论男女，七岁以上的都要服役，其总人数也不在少数。戍卒中也有当地人，他们当中有许多人一边戍守，一边种私田，一旦被发现，常遭惩罚。戍卒的主要任务是候望，但每年都有数千名戍卒参加屯田，他们同样为开发河套做出了贡献。
汉朝依靠军事力量占领了河套，并从经济入手，把大量人口迁移到西北边陲，开办屯田，进行大规模的垦荒活动，这比从内地转输粮食简便节省得多。同时，屯田把中原地区先进的农耕经济推行到西北，使西北与内地以同样的脉搏一起跳动，从而成功地开发了河套地区，对后代历史产生了巨大的影响。
汉朝在河套的屯田是为了拓地垦荒。武则天执掌唐朝政权将近50年，始终重视农业，为管理好屯田事务，她提拔重视农业的娄师德为宰相，委以屯田事务，巡视西北屯田。娄以屯田为己任，在河套地区率士兵屯田，成绩相当突出。唐德宗贞元将屯垦的重点放在了河套等地。
虽然，清之前的历朝历代在绥远地区或多或少实施了屯垦，但清代之前，绥远地区并不具备全范围开垦耕种的自然地理条件。至清代乾、嘉时期，由于流经该地黄河的南、北两派发生了支经倒置的实质性变化，最终南河取代北河而成为经流，该地区的自然地理形制才逐渐形成。伴随河道的变迁，绥远地区才具备了引河水灌溉的水利条件与全面开垦耕种的客观条件。