А Шейбаниды, воспользовавшись ослаблением государства Сефевидов, сумели вернуть под свой контроль потерянную в 1510 г область Хорасан. В 1590 г. почти весь Азербайджан попал под власть османов.
По условиям Стамбульского мира 1590 г. к Османской империи отошли, помимо Азербайджана (за исключением Гарадага, Ардебиля и Талыша), часть Южного Кавказа, а также западные области Ирана. Потеря указанных территорий заложил основу для изменения характера социально-экономических, политических и культурных процессов, происходящих в государстве Сефевидов.
Азербайджан был полностью опустошён и разорён нескончаемыми войнами, экономика страны была сильно подорвана. Почти двадцатилетнее османское правление в Азербайджане привело к расхищению его богатств, расстройству экономической жизни страны. В пределах границ Сефевидского государства, потерпевшего поражение в результате османо-сефевидской войны 1578-1590 гг., вновь обострились политические распри. Кызылбашские эмиры привели к власти сына Мухаммеда Худабенде Аббаса I (1587-1629). Шах Аббас I расправился с некоторыми кызылбашскими эмирами, которые были оппозиционно настроены к его власти. Новый сефевидский шах с целью усиления центральной власти начал опираться на аристократов и духовных лиц из среды оседлого населения Ирана. А в 1598 г. шах Аббас I перенёс столицу государства Сефевидов в Исфахан.
В результате тяжелого поражения в османо-сефевидской войне шаха Аббаса I, Азербайджан потерял ведущую роль, политическое и военное превосходство в державе Сефевидов и постепенно превратился в одну из рядовых провинций этой империи.
С приходом шаха Аббаса I к власти были ограничены позиции и роль азербайджанских тюрков в управлении государством. Во дворце Сефевидов господствующее положение начали занимать в основном иранские аристократы. Шах Аббас I освободил от налогов аристократов, вышедших из среды оседлого населения внутренних областей Ирана (Фарс, Кирман и др.), и христианские монастыри. Сефевидский шах создал постоянную армию и положил конец внутренним политическим распрям. В результате административных, военных, экономических реформ, проведённых шахом Аббасом I, государство Сефевидов окрепло, страна стала более развитой с экономической точки зрения. Одержав несколько военных побед над османами и шейбанидами, шах Аббас I вернул земли Азербайджана, а также Хорасан, Ирак Арабский (временно) и др. территории в состав Сефевидской державы.
И в XVII столетии Азербайджан превратился в главную арену новых османо-сефевидских войн. В результате значительно пострадал социально-экономический и культурный потенциал страны. Инициатором османо-сефевидской войны 1603-1612 гг. был шах Аббас I. Начиная эту войну, сефевидский правитель старался вернуть потерянные ранее территории Сефевидской державы, в том числе Азербайджан. В сражении, произошедшем в 1603 г. в местечке Суфиян вблизи Тебриза, османская армия потерпела поражение. Города Тебриз, Нахчыван и Иреван (Эривань) вновь перешли под контроль Сефевидов. В связи с контрнаступлением османской армии, по распоряжению шаха Аббаса I были уничтожены все материальные ценности на левом берегу реки Аракс, а население этих местностей было насильно переселено в центральные области Ирана. В результате этой переселенческой политики, получившей в истории название «Великое переселение», значительная территория страны была опустошена.
Сефевидская армия, перешедшая вновь в наступление в 1606 г., вернула азербайджанские земли. Победоносные военные операции сефевидской армии вынудили османского султана пойти на мирные переговоры с сефевидским шахом. По условиям мирного договора, заключённого в 1612 г. в Стамбуле, территории, завоеванные сефевидской армией в ходе войны 1603-1612 гг., перешли в управление Сефевидов. Инициатором очередной османо-сефевидской войны стал османский султан: он намеревался «вернуть потерянные в предыдущей войне османские земли». Но османо-сефевидская война 1616-1618 гг. также завершилась поражением османской стороны. В конце 1618 г. в Маранде были проведены мирные переговоры и подтверждены условия Стамбульского договора.
Османо-сефевидская война 1623-1639 гг. (с перерывами) началась с наступления сефевидской армии. В начале этой войны (1623-1624 гг.) шах Аббас I захватил Ирак Арабский, части сефевидской армии заняли города Багдад, Кербела, Мосул, Наджаф, Басра. Но мятеж грузин помешал Сефевидам развить успех. В 1638 г. Османские войска заняли город Багдад. Сефевидская сторона была вынуждена пойти на мирные переговоры, и 17 мая 1639 г. в Гасри-Ширине был заключен мирный договор между противоборствующими сторонами. По условиям этого мира Ирак Арабский был включен в состав Османской империи. Границы между двумя государствами были утверждены на основании мирного договора 1612 г.
Основными формами земельной собственности в государстве Сефевидов были дивани (государственные земли) и хассе (земли шахского домена). В связи с политикой централизации, проводимой сефевидскими шахами, получает широкое распространение условная форма земельной собственности (тиюль) за счёт государственных земель. Земли мюльк и вакф считались неприкосновенными.
Крестьяне и ремесленники выполняли различные повинности, выплачивали более 30-ти налогов. В период правления шаха Исмаила I количество и объём налогов и повинностей были сравнительно сокращены, но впоследствии они стали постепенно возрастать. Тяжелое экономическое положение населения вынудило шаха Тахмасиба I ликвидировать такие налоги, как малджахат и тамга. Но эти налоговые реформы были не в состоянии предотвратить охвативший державу Сефевидов кризис. Нормальному развитию экономики государства Сефевидов препятствовали также османо-сефевидские войны. В XVI-XVII вв. города являлись центрами ремесла, торговли и культуры государства Сефевидов.
Такие города Азербайджана, как Тебриз, Гянджа, Казвин, Ареш, Ардебиль, Джульфа были центрами государственного имперского значения. Среди этих городов Тебриз занимал исключительное место. Венецианский дипломат и путешественник Винченцо д’Алессандри, побывавший в 1571-1573 гг. в государстве Сефевидов, насчитывает в нём 52 города. Среди них ведущим он считает Тебриз.
С конца XVI столетия хозяйственная жизнь Азербайджана вступила в эпоху глубокого кризиса. Потеря Азербайджаном своей былой ведущей позиции и роли в системе державы Сефевидов также оказала тяжёлое, отрицательное влияние на экономическую и культурную жизнь страны. Переселенческая политика шаха Аббаса I стала одним из субъективных факторов, оказавших отрицательное влияние на экономическое развитие Азербайджана. В этот период процесс упадка был характерен также для ремесла и торговли. Но благодаря многовековым традициям, большинство видов ремесла в Азербайджане сохранились. Одним из широко распространённых видов ремесла в Азербайджане было ткачество. Ткачество занимало значительное место в экономической жизни городов страны. В 30-х годах XVII столетия большинство ремесленников, живущих в городах Азербайджан, а также сопредельных стран, «составляли ткачи, красильщики или же художники-орнаменталисты, которые занимались изготовлением очень красивых, простых, позолоченных тканей из хлопка и шёлка» (Адам Олеарий). Экономическая жизнь и городов, и деревень была тесно связана с производством текстильных изделий и обработкой сырья. Область Ширван напоминала огромную текстильную мастерскую. Шёлк-сырец и шёлковые изделия Ширвана имели международное торговое значение. Ширван занимал второе место на Ближнем и Среднем Востоке по производству шёлка-сырца после Гиляна. Шёлк-сырец вырабатывался также в Тебризе, Мараге, Нахчыване и Гяндже. Производство тканей из хлопка по-своему объему занимало первое место в ткачестве. Значительная часть ткацких изделий вывозилась в различные страны Европы и Азии.
Ковроткачество и в это время была распространённой отраслью ремесленного производства в Азербайджане. В XVI-XVII вв. азербайджанское ковроткачество по своим художественным особенностям, а также по объёму производства достигло самого высокого уровня своего развития. Город Тебриз и его окрестности превратились в ведущий центр ковроткачества не только Азербайджана, но и всего Востока.
