元中統二年（1261年），元世祖忽必烈冊封嫡長子真金為燕王、領中書省事。中統四年（1263年）五月，燕王真金加中書令，兼判樞密院事。至元十年（1273年）二月，元世祖以以漢家儒臣持節及冊寶，根據嫡長子繼承制原則，立嫡長子真金為皇太子。
真金自幼熟讀儒家經典，儒學學識很高，對仁政思想深有體會，尤其重視漢臣，關懷備至。對民間疾苦也比較了解，有寬厚愛民之心。如果真金能夠正常繼位、成為下一代皇帝的話，一定能夠成為仁德愛民之君。可是元世祖雖然欣賞皇太子的仁厚之道，但對于被皇太子厭惡的理财的諸臣又念念不忘，父子間因為治國的理念不同而隔閡日深。
至元二十二年（1285年），有禦史上奏請世祖禅位給皇太子，以頤養天年（不排除是理财諸臣故意布下的陰謀），皇太子為了避免誤會，讓禦史台都事尚文把這份奏章藏匿起來。可是奏章還是被世祖得知，勃然大怒之下，元世祖命大宗正寺審理此案，矛頭直指皇太子。
還好，右丞相安童等人的居中轉圜，此事勉強結束，但皇太子和世祖之間已經是以而導緻父子失和，真金憂慮成疾、心氣郁結之下，于至元二十二年（1285年）十二月初十病逝。皇太子郁悶去世後，元世祖也大為後悔，追贈真金為“明孝太子”。
明孝太子有三個兒子，皆為嫡妻弘吉剌氏所生。元世祖最喜歡的是第三個孫子——鐵穆耳。至元二十九年（1292年），世祖将明孝太子的嫡長子甘麻剌封為晉王，出鎮漠北故地；嫡次子答剌麻八剌則被送到中原漢地的懷州（今河南沁陽)居住（答剌麻八剌是天生聾啞人，這表示和皇位無緣），隻留嫡三子鐵穆耳在大都，于自己身邊随駕侍候。元世祖對三個孫子的不同安排，表明鐵穆耳已經成為了自己心目中屬意的皇位繼承人。
至元三十年（1293年）六月，鐵穆耳受元世祖之命，出鎮故都哈剌和林（今蒙古額爾德尼召），元世祖同時将明孝太子曾經持有過的“皇太子寶”也一并授予了鐵穆耳。
至元三十一年（1294年）正月二十二，元世忽必烈在大都駕崩，得到消息的皇孫甘麻剌和鐵穆耳都趕回了上都，彙集宗室諸王，商議皇位的歸屬。在兄弟兩人的生母、明孝太子妃弘吉剌氏的提議下，用“背誦祖宗聖訓”的方式來決定由誰繼位。
甘麻剌有輕微口吃的毛病，而鐵穆耳口齒伶俐、反應靈活，是以在背誦中甘麻剌完全不是弟弟的對手，敗下陣來，和皇位擦肩而過。鐵穆耳則依靠着流離地“背誦聖訓”，以及原本就擁有的“皇太子寶”，和新得到的“傳國玺”作為依據，在上都大安閣正式繼位，成為元朝第二代皇帝——元成宗完澤笃汗（指忽必烈正式建立元朝并稱帝之後）。
鐵穆耳登基後，追尊祖父元世祖忽必烈為聖德神功文武皇帝，尊汗号“薛禅汗”；追尊父親為文惠明孝皇帝，上廟号“裕宗”。此後，元裕宗三個兒子，在之後的歲月中，先後成為皇帝（或被子孫追尊為皇帝），在生前身後都得到了皇帝稱号——嫡長子甘麻剌，日後被其子泰定帝也孫鐵木兒追尊為元顯宗；嫡次子答剌麻八剌，日後被其子元武宗海山追尊為元順宗；嫡三子即元成宗。也就是說：元武宗之後的曆代元朝皇帝，都是元裕宗真金的後裔（包括北元及鞑靼察哈爾部諸汗）。