元中统二年（1261年），元世祖忽必烈册封嫡长子真金为燕王、领中书省事。中统四年（1263年）五月，燕王真金加中书令，兼判枢密院事。至元十年（1273年）二月，元世祖以以汉家儒臣持节及册宝，根据嫡长子继承制原则，立嫡长子真金为皇太子。
真金自幼熟读儒家经典，儒学学识很高，对仁政思想深有体会，尤其重视汉臣，关怀备至。对民间疾苦也比较理解，有宽厚爱民之心。如果真金能够正常继位、成为下一代皇帝的话，一定能够成为仁德爱民之君。可是元世祖虽然欣赏皇太子的仁厚之道，但对于被皇太子厌恶的理财的诸臣又念念不忘，父子间因为治国的理念不同而隔阂日深。
至元二十二年（1285年），有御史上奏请世祖禅位给皇太子，以颐养天年（不排除是理财诸臣故意布下的阴谋），皇太子为了避免误会，让御史台都事尚文把这份奏章藏匿起来。可是奏章还是被世祖得知，勃然大怒之下，元世祖命大宗正寺审理此案，矛头直指皇太子。
还好，右丞相安童等人的居中转圜，此事勉强结束，但皇太子和世祖之间已经因此而导致父子失和，真金忧虑成疾、心气郁结之下，于至元二十二年（1285年）十二月初十病逝。皇太子郁闷去世后，元世祖也大为后悔，追赠真金为“明孝太子”。
明孝太子有三个儿子，皆为嫡妻弘吉剌氏所生。元世祖最喜欢的是第三个孙子——铁穆耳。至元二十九年（1292年），世祖将明孝太子的嫡长子甘麻剌封为晋王，出镇漠北故地；嫡次子答剌麻八剌则被送到中原汉地的怀州（今河南沁阳)居住（答剌麻八剌是天生聋哑人，这表示和皇位无缘），只留嫡三子铁穆耳在大都，于自己身边随驾侍候。元世祖对三个孙子的不同安排，表明铁穆耳已经成为了自己心目中属意的皇位继承人。
至元三十年（1293年）六月，铁穆耳受元世祖之命，出镇故都哈剌和林（今蒙古额尔德尼召），元世祖同时将明孝太子曾经持有过的“皇太子宝”也一并授予了铁穆耳。
至元三十一年（1294年）正月二十二，元世忽必烈在大都驾崩，得到消息的皇孙甘麻剌和铁穆耳都赶回了上都，汇集宗室诸王，商议皇位的归属。在兄弟两人的生母、明孝太子妃弘吉剌氏的提议下，用“背诵祖宗圣训”的方式来决定由谁继位。
甘麻剌有轻微口吃的毛病，而铁穆耳口齿伶俐、反应敏捷，因此在背诵中甘麻剌完全不是弟弟的对手，败下阵来，和皇位擦肩而过。铁穆耳则依靠着流离地“背诵圣训”，以及原本就拥有的“皇太子宝”，和新得到的“传国玺”作为依据，在上都大安阁正式继位，成为元朝第二代皇帝——元成宗完泽笃汗（指忽必烈正式建立元朝并称帝之后）。
铁穆耳登基后，追尊祖父元世祖忽必烈为圣德神功文武皇帝，尊汗号“薛禅汗”；追尊父亲为文惠明孝皇帝，上庙号“裕宗”。此后，元裕宗三个儿子，在之后的岁月中，先后成为皇帝（或被子孙追尊为皇帝），在生前身后都得到了皇帝称号——嫡长子甘麻剌，日后被其子泰定帝也孙铁木儿追尊为元显宗；嫡次子答剌麻八剌，日后被其子元武宗海山追尊为元顺宗；嫡三子即元成宗。也就是说：元武宗之后的历代元朝皇帝，都是元裕宗真金的后裔（包括北元及鞑靼察哈尔部诸汗）。
