Средневековые караванные пути из Поволжья через Хорезм и из Китая через Мавераннахр в Иран до сих прослеживаются на отдельных отрезках в пустыне Каракум. Вдоль этих трасс в IX–XII вв. выросли цепочки караван-сараев, которые функционировали достаточно долго, до полного отмирания сухопутной трансконтинентальной торговли в XV в. Некоторые из них обследованы по старым трактам из Нисы и Мерва в двух направлениях: к Хиве и Бухаре. Все они представляют собой образцы глинобитного строительства по очень древней местной планировочной схеме «внутренний прямоугольный двор в обводе помещений с внешними глухими стенами и круглыми угловыми башнями». Степень их сохранности варьируется от едва заметных руин, по которым может быть восстановлен только план, до вполне читаемых объемных структур с важными конструктивными узлами. Что касается изученности этих объектов, то лишь некоторые из них подвергались архитектурным обмерам и фрагментарным археологическим раскопкам. Большинство же до сих пор не локализованы, хотя их названия и порядок расположения известны благодаря арабским географическим сочинениям той эпохи. С XVI в., когда их коммерческая роль исчезла, они нередко использовались в военных целях, чему способствовали изначальные фортификационные качества этих сооружений.
Уникальная черта их архитектуры — пластическое оформление фасадов массивными сомкнутыми полуцилиндрами, которые принято называть гофрами. Над ними тянулся парапет в виде ритма тромпообразных, перспективно-ступенчатых арочных ниш — ныне повсеместно исчезнувший. Гофрировка стен — это архаичный приём, который в средние века применялся как сугубо декоративный и за отдельными исключениями только в двух исторических областях (Мерв и Хорезм). Самые ранние из датированных придорожных построек с гофрами — Насрак (Мансаф) и ат-Тахламадж, а по монументальности выделяются Акча-кала и Минара 1. Другая характерная деталь структуры каракумских караван-сараев — наличие высокой сигнальной башни на одном из углов здания, часто принимаемой за минарет, что отражено в самих народных названиях этих памятников. Наконец, еще одним редким, но едва ли типичным признаком является двухчастная структура плана. Известны всего три караван-сарая с двумя дворами и все они относятся к наиболее крупным по габаритам, усложненным по внутренней планировке, а в двух случаях и особо репрезентативным.