提到唐代对外交通，尤其是讲到唐朝与天竺诸国的交往，就不能不提到家喻户晓的唐玄奘与根据他西行求法经历整理的《大唐西域记》。
玄奘从长安西出，经河西走廊，过玉门关，度莫贺延碛大沙漠，历九死一生抵伊吾(今新疆哈密县)。自伊吾向西南至高昌(今新疆吐鲁番)，经屈支(今新疆库车)、跋禄迦国(今新疆阿克苏)，北越天山，沿伊塞克湖西行，到达西突厥可汗的驻跸地碎叶城(今吉尔吉斯共和国之托克马克附近)，复在西突厥的护送下，穿过锡尔河与阿姆河之间的粟特诸国，经由铁门关，进入吐火罗国故地。自此向南，越大雪山(兴都库什山)，入北天竺。从贞观二年(628年)至十七年(643年)，16年间遍历五天竺诸国，访求名僧、研习佛典，在贞观十七年(644年)岁尾，经葱岭东返瞿萨旦那国(即于阗国，今新疆和田县)，遣高昌俗人马玄智随丝绸之路商队上表朝廷，向唐玄宗告知自己归来的消息。在沿途各地方政府的迎送下，于贞观十九年(645年)回到长安。时年46岁。
唐玄奘在印度游学多年，获致了极高的声誉。贞观十四五年间(641-642年)，戒日王在曲女城(今印度卡瑙季)举行规模盛大的法会，特别以玄奘为论主，召集五天竺各国不同宗教、不同学派的学者齐来预会。“时四方翕集，乃有万数，能议论者数千人，各擅雄辩，咸称克敌”[79]，经过18天的辩论，唐玄奘取得了胜利。“诸众欢喜，为法师竞立美名，大乘众号曰‘摩诃耶那提婆’(此云‘大乘天’)，小乘众号曰‘木叉婆提婆’(此云‘解脱天’)。”归国后，玄奘带回了佛教经、律、论各类经典657部，如来肉舍利150粒，金、银、檀佛像7躯，受到了唐朝官民、僧俗人众的热烈欢迎，彦��称叹“遗法东流，未有若斯之盛”。
玄奘还殚精竭虑，主持了佛经翻译工作。据统计，从隋初(581年)至唐贞元五年(789年)，总计208年之间，内地总共翻译佛经492部，2743卷，而从贞观十九年(645年)至龙朔三年(663年)短短19年间，仅经玄奘翻译的佛经就有75部，1331卷。玄奘翻译的佛教经典不仅数量众多，而且在质量上也超迈前古，“在中国翻译史上达到了一个新的高峰，开辟了一个新的时代”。
《大唐西域记》集中体现了玄奘对唐代对外交通的重大贡献。《大唐西域记》12卷，是在玄奘返回长安后，遵照唐太宗的旨意修撰的，由玄奘口述，辩机笔录而成。贞观十九年(645年)二月初，玄奘往洛阳谒见唐玄宗，奉敕撰《西域记》，次年七月，就在翻译五部经论的同时，完成了《大唐西域记》的撰写工作。如此急迫，或与唐太宗定于贞观二十一年(648年)末发起对西域的大规模军事行动，急于了解西域情况有关。
《大唐西域记》记载了玄奘在取经途中亲历和听说的138个西域国家或城邦的情况，范围包括今中国新疆维吾尔自治区、哈萨克共和国、吉尔吉斯共和国、乌兹别克共和国、塔吉克斯坦共和国、阿富汗、伊朗、巴基斯坦、印度、尼泊尔、斯里兰卡等国家或地区，详细记录了各地地理、交通、气候、物产、民族、语言、历史、宗教、政治、经济、文化、风俗等各方面的情况，对了解和研究古代中亚、南亚的历史，有重要的参考价值，尤其是重建印度古代历史的最重要的资料，不仅众多印度古代社会、历史的著作主要依据《大唐西域记》保留的资料写成，甚至印度著名的那烂陀寺遗址，也是根据《大唐西域记》记载的线索发掘和复原的。在当今印度，玄奘的名字几乎家喻户晓，妇孺皆知，而玄奘本人也久已成为中印友好的化身。