而成吉思汗的皇帝和大汗这两种称号，意思并不一样的，一个指集权国家的最高统治者，另一个则是盟主或霸主的意思，为军事首脑，底下各邦盟高度自理且有互相攻击的可能，同样的在秦以前中国并没有皇帝，大汗则类似春秋五霸的盟主；亦相同的情形清初对于旗民一样有自己的旗主，后以“天无二日”废除旗主，大清皇帝才在意思上成为旗民的皇帝，并规定称汗不得进贡。
现存的13世纪和14世纪期的众多史料以及考古文物和摩崖石刻证明，一二零六年成吉思皇帝（成吉思汗）建立大蒙古国后，已经拥有皇帝和大汗的双重身份，对于生活在草原地区的蒙古人等民族而言，他们用蒙古语称呼他为“大汗”，对于生活在西北地区的突厥和其他民族而言，他们用突厥语和其他语言称他为“汗”或者“可汗”。对于生活在漠南汉地和东北地区的契丹人、女真人、党项人等民族而言，他们建立过拥有“皇帝”称号的辽朝、金朝、西夏等zhrngquan，而且他们在13世纪前期的时候，大部分已经汉化，通用汉语，本民族文字基本不再使用，完全可能用非母语的汉语称呼他为“皇帝”。至于生活在漠南汉地和东北地区的汉人臣民而言，他们则一直使用汉语“成吉思皇帝”一词称呼他。
元成宗时期，元朝皇帝作为整个蒙古帝国共主的身份获得四大汗国承认，通用于汉地的“皇帝”称号也被四大汗国真正意义上承认，如同唐太宗被汉人用汉语称呼为大唐皇帝，同时又被西北各族用突厥语等语言尊称为“天可汗”，事实上是两个职位，与欧洲神圣罗马帝国兼任某国国王或大公相同。
1219年农历五月，铁木真派刘仲禄邀请长春真人丘处机前往蒙古草原的诏书中，自称为“朕”，将自己建国登基称为“践祚”。
1220年，铁木真第二次派曷剌邀请丘处机前往中亚草原的诏书中，仍然以“朕”自称。
1227年全真教道士李志常写成的《长春真人西游记》，记录了丘处机从1219年受邀西行直至1227年去世的事迹，书中对铁木真的称呼是“成吉思皇帝”。将他下的命令称为“圣旨”。
1221年南宋使者赵珙出使大蒙古国，回来后著有《蒙鞑备录》，书中对铁木真的称呼是“成吉思皇帝”。
《蒙鞑备录》中提到，铁木真在位时期，朝廷使用的金牌，带两虎相向，曰虎头金牌，用汉字曰：“天赐成吉思皇帝圣旨,当便宜行事”。其次素金牌，曰：“天赐成吉思皇帝圣旨疾。”
1998年，一块“圣旨金牌”发现于河北廊坊，正面刻双钩汉字：“天赐成吉思皇帝圣旨疾。”和《蒙鞑备录》所记载的素金牌上汉文完全相同。背面牌心刻双钩契丹文，其汉语意思为：“速、走马，或快马”。“圣旨牌”是皇帝的象征，代表皇帝，一般和圣旨同行，见圣旨牌如见皇帝，是圣旨真实的权威证明。朝廷颁发各种诏敕，包括调发军旅，都是圣旨与“圣旨牌”一起下达的。这块圣旨牌的发现，说明铁木真在世时，已称“成吉思皇帝”，这是值得重视的历史事实。
1232年南宋使者彭大雅随奉使到大蒙古国，使者徐霆1235年—1236年随奉使到大蒙古国，二人返回南宋后，彭大雅撰写，并由徐霆作疏，合著《黑鞑事略》，书中对铁木真的称呼是“成吉思皇帝”。
2010年，刻有多位蒙古皇帝圣旨的全真教炼神庵摩崖石刻于山东徂徕山被发现，石刻一共四方，文字均为汉语，其中一方石刻上刻有成吉思皇帝、合罕皇帝（窝阔台）、贵由皇帝（贵由）三位蒙古皇帝的圣旨，以及窝阔台的孛罗真皇后、唆鲁古唐妃懿旨，以及窝阔台的昔列门、和皙两位太子的令旨，还有一道皇帝圣旨是在乃马真后（称制）三年颁发，乃马真后为元太宗窝阔台的皇后，1241年窝阔台去世后临朝称制，直到1246年贵由即位为止。根据石刻上的文字，该石刻刻于海迷失后（称制）二年，海迷失后为元定宗贵由的皇后，1248年贵由去世后她临朝称制，直到1251年蒙哥即位为止。圣旨石刻中，用汉语称铁木真为“成吉思皇帝”，称窝阔台为“合罕皇帝”，称贵由为“贵由皇帝”，这是大蒙古国时期汉地臣民称呼铁木真为“成吉思皇帝”的又一有力文物证据。
至元三年（1266年）忽必烈给日本的国书中，国书开头自称“大蒙古国皇帝”，在后面的内容中，自称为“朕”，此时距离他1271年改国号为“大元”，还有五年时间。“大蒙古国”这一国号首次出现于1206年，由1266年忽必烈自称大蒙古国皇帝可推断出1206年建国后铁木真是皇帝身份。
元惠宗至正五年（1345年）十一月修成的法律《至正条格》，书中对铁木真的称呼是“成吉思皇帝”。将他下的命令称为“圣旨”。
明初官修《元史》，书中只多次出现过“成吉思皇帝”一词，从未出现过“成吉思汗”一词。成吉思1206年建大蒙古国时，汉文称“即皇帝位于斡难河之源，诸王群臣共上尊号曰成吉思皇帝”，世祖至元三年（1266年）作太庙神主，元太祖的牌位上写的是“成吉思皇帝”。1252年成书的《元朝秘史》（《蒙古秘史》），蒙文音译作“成吉思合罕”，旁译“太祖皇帝”。
至于“成吉思汗”一称，首次见于拉施特《史集》、志费尼《世界征服者史》等史籍，这两位作者均为蒙古帝国伊儿汗国（位于西亚）史学家，“成吉思汗”这一称呼为西亚后世所沿用，从清末引入中国，但却从未见于元代汉文文献。
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