Melikşah'ın birçok eşi ve cariyesi olduğu için, çok sayıda çocuğu olmuştur. Ancak tarih kaynaklarında isimleri en çok geçen ve devlet yönetiminde etkili olan çocukları şunlardır:
I. Mahmud: Melikşah'ın en büyük oğlu olarak bilinir. Babasının ölümünden sonra tahta geçme mücadelesine girmiş ve bir süre Sultan olarak hüküm sürmüştür. Saltanatı iç karışıklıklarla geçmiştir. Daha fazla bilgi için: I.%20Mahmud
Berkıyâruk: Melikşah'ın en önemli oğullarından biridir. Babasının ölümünden sonra yaşanan taht kavgaları sırasında ön plana çıkmış ve Sultan olmuştur. Saltanatı boyunca kardeşi Mehmet Tapar ile mücadele etmiştir. Daha fazla bilgi için: Berkıyâruk
Mehmet Tapar: Melikşah'ın oğullarından biri olup, ağabeyi Berkıyâruk ile taht mücadelesi yaşamıştır. Bir süre sonra Sultanlığı ele geçirmiştir. Daha fazla bilgi için: Mehmet%20Tapar
Sencer: Melikşah'ın en küçük oğullarından biridir. Ancak, ağabeylerinin aksine uzun ve başarılı bir hükümdarlık sürmüştür. Büyük Selçuklu Devleti'nin son büyük sultanı olarak kabul edilir. Daha fazla bilgi için: Sencer
Bu çocukların her biri, Büyük Selçuklu Devleti'nin geleceği üzerinde önemli bir rol oynamıştır. Taht kavgaları ve iç savaşlar, devletin zayıflamasına ve yıkılışına zemin hazırlamıştır.