身世爭議
脫古思帖木兒身世不詳。他的出生年依據《蒙古源流》的說法是壬午年（1342年），而他與前代北元皇帝元昭宗（必里克圖汗）愛猷識理達臘的關係也有兩種說法。明朝史料均記載他是元昭宗之子，有人進而指出他就是曾被明朝俘虜的元昭宗長子買的里八剌（明人王世貞則記載他為元昭宗次子，被封益王）；而蒙古史料《蒙古源流》、《黃史》等均記載脫古思帖木兒為愛猷識理達臘之弟。先是洪武三年（1370年，至正三十年），李文忠等率明軍攻破應昌（今內蒙古克什克騰旗），俘虜元昭宗愛猷識理達臘之嫡長子買的里八剌，押到南京後被明太祖朱元璋封為“崇禮侯”，1374年，明太祖以元昭宗“父子隔絕、未有後嗣”而將崇禮侯買的里八剌遣還蒙古，到1408年，明成祖朱棣在致蒙古本雅失里可汗的信函中說：“我皇考太祖高皇帝，於元氏之子孫存恤保全，尤所加厚，有來歸者皆令北還。如遣妥（脫）古思帖木兒還，後為可汗，統率其眾，承其宗祀，此南北之人所共知也。”這也就成為脫古思帖木兒是被明朝俘獲後又遣還的買的里八剌的依據。
到了現代，不少學者仍為此問題爭論。中國蒙古族學者薄音湖支持脫古思帖木兒是買的里八剌，認為元順帝只有元昭宗一個兒子存活，因此元昭宗並無兄弟，並且親眼見過買的里八剌和脫古思帖木兒的明成祖最有資格確認他們是否為同一人；另一學者烏蘭也認為脫古思帖木兒是元昭宗之子，並認為《蒙古源流》中所載之脫古思帖木兒出生年是錯誤的。而日本學者和田清則認為脫古思帖木兒不是買的里八剌，而是像《蒙古源流》所記載的那樣是元昭宗的弟弟，他從年齡上考證，指出1388年脫古思帖木兒被明軍擊潰於捕魚兒海之時他有兩個兒子天保奴和地保奴，其中地保奴被明軍俘虜後又因抱怨明朝而被流放到琉球，推測地保奴不大可能是懵懂的小孩，脫古思帖木兒自然也是箇中年人；而當時買的里八剌的年齡不會超過30歲，因此脫古思帖木兒不可能是買的里八剌，明成祖的話是“誤解”；中國蒙古族學者寶音德力根進一步指出元順帝不止一個兒子，明成祖的話確係誤解，同時又從梵文和蒙語對譯的角度考證出脫古思帖木兒的繼承者額勒伯克才是買的里八剌，而脫古思帖木兒是元順帝的兒子、元昭宗的弟弟。
另外，北元曾1380年二月遣使來高麗開讀《冊太后詔》，這是沿用過去元朝冊封太后及給太后上尊號時都會通知高麗的慣例，說明脫古思帖木兒在位時有“太后”存在。關於這位“太后”的身份，相比於元順帝的后妃（在應昌幾乎被一網打盡），更有可能是捕魚兒海戰役時被明軍俘獲的“故太子必里禿妃”即元昭宗必里克圖汗的皇后（哈屯），也就是說脫古思帖木兒為元昭宗之子的可能性更大，但是否是買的里八剌仍不能確定。如此看來，王世貞之說或為真。
人物生平
北元疆域圖脫古思帖木兒在位時，明朝加緊對北元勢力的掃蕩，天元三年（1381年）十二月，明軍進攻雲南，天元三年十二月二十二日（1382年1月6日），鎮守雲南的元梁王把匝剌瓦爾密自殺，天元四年閏二月二十三日（1382年4月7日），明將藍玉、沐英攻克大理城，元朝大理總管段世投降明軍，明朝平定雲南，元朝在雲南的統治結束。從1254年蒙哥汗的皇弟忽必烈（後繼位為元世祖）滅大理，到1382年明軍擊敗元軍奪取雲南，蒙古人統治雲南地區長達128年。
宣光元年（1371年），元朝遼陽行省平章劉益降明，明朝占領遼寧南部。然而東北其餘地區仍由北元太尉納哈出控制，納哈出屯兵二十萬於金山（今遼寧省昌圖金山堡以北遼河南岸一帶），自持畜牧豐盛，與明軍對峙了十幾年，多次拒絕明朝的招撫。天元九年（1387年）馮勝、傅友德、藍玉等人發動第五次北伐，目標是攻占納哈出的金山。經過多次戰爭，宣光七年（1387年）十月，納哈出投降藍玉，明朝占領東北地區。
北元在遼東和雲南的據點被明朝端掉後，明軍又深入蒙古高原，對北元朝廷發動全面進攻。天元十年四月十二日（1388年5月18日），明軍將領藍玉在捕魚兒海（今貝爾湖）附近大敗元軍，俘虜脫古思帖木兒次子地保奴及妃主五十餘人、渠率三千、男女七萬餘，馬駝牛羊十萬，以及大量印章、圖書、兵器、車輛。脫古思帖木兒和長子天保奴、知院捏怯來、丞相失烈門等數十騎逃走（參見詞條捕魚兒海戰役）。
天元十年（1388年）十月，脫古思帖木兒與其長子天保奴被元世祖忽必烈之弟阿里不哥的後裔也速迭兒襲殺，知院捏怯來、丞相失烈門率三千餘人投降明朝。也有學者認為也速迭兒身份不明，稱他為阿里不哥之後為知院捏怯來等提供的孤證，可信度頗有折扣脫古思帖木兒被尊為烏薩哈爾汗”，他死後，蒙古大汗不復有漢式廟號、諡號。
家族關係
兒子
長子：天保奴，1388年11月被也速迭兒所殺。
次子：地保奴，1388年5月18日被明軍俘虜，明太祖賜給地保奴等人鈔幣，命有司照顧他們的飲食起居。後來有人告發藍玉曾經侮辱被俘虜的元朝皇妃，明太祖大怒，元朝皇妃因為羞慚和恐懼而自殺。地保奴對此不滿，口出怨言，於是明太祖下令將地保奴遠遷到琉球安置。
影視形象
《諸侯時代》（2014年蒙古電視劇），蒙克鐵木爾飾演脫古思帖木兒。
