Kimya biliminde Cabir'in açmış olduğu yoldan giderek yapısal dönüşüm kuramını benimsemiştir; ancak Cabir gibi Aristotelesçi değildir; maddenin oluşumunu dört unsurun birleşmesiyle değil, atomların birleşmesiyle açıklama eğilimindedir. Cabir gibi, bir dizi deney yaparak saf elementi elde etmeye çalışmış ve bu işlemin, maddenin erimesi, çözülmesi, parçalanması, ortaya çıkan parçaların farklı parçalarla birleşmesi ve oluşan ürünün çökelmesi gibi 5 ayrı süreçten geçtiğini belirtmiştir.
Çalışmaları sırasında yeni kimyevi maddeler, yeni yöntemler ve yeni aletler geliştiren Razi'nin en önemli başarılarından birisi, farklı organik maddeleri damıtmak suretiyle çeşitli yağlar, tuzlar ve boyalar elde etmiş olmasıdır; ayrıca, demir gibi zor eriyen metallerin ergitme işlemleri ile ilgili araştırmalar da yapmıştır.
Razi'nin kimya alanındaki çalışmalarının yanı sıra, tıp alanındaki çalışmaları da çok önemlidir. Rey'deki bir hastanede doktor olarak görev yapmıştır. Bilimsel bir tutum sergileyerek yerleşik otoriteleri önemsememiş, daha çok kendi gözlem ve deneylerine öncelik tanımıştır. Kendisine daha çok Hippokrates'i örnek alan Razi, Hippokrates gibi, iyi bir klinisyendir; hastalarını tedavi süresince dikkatle gözlemiş ve teşhis ve tedavisini bu gözlemler sırasında elde etmiş olduğu bilgiler ışığında yönlendirmiştir. Teşhis sırasında özellikle nabız, idrar, yüz rengi ve terleme gibi gibi göstergeleri göz önünde bulundurmuştur.
Razi ilk defa Ortadoğu ülkelerinin çoğunda yaygın olarak görülen çocuk hastalıklarından çiçek ve kızamığın tanılarını vermiş ve bunlar arasındaki farkları belirlemiştir.
Razi'nin hastalıklara ilişkin incelemelerini içeren küçük boyutlu yapıtlarının yanı sıra, Havi (Bütün Bilgiler) adlı kapsamlı bir yapıtı daha vardır. Burada, baştan ayağa doğru bütün beden hastalıklarını sıralayarak, bunlara ilişkin derleyebildiği bütün bilgileri sunmuştur. Yapıtın en önemli yönlerinden birisi, daha önce yaşamış olan hekimlerin görüşlerini de içermesidir; bu nedenle, tıp bilgisinin gelişim sürecini araştıran tarihçiler için bulunmaz bir kaynak niteliğindedir.
Bu yapıttan edinmiş olduğumuz izlenime göre, Razi hastalıkların tedavisinde, ilaçla tedavi yöntemini tercih etmiştir. Böbrek taşlarının ve mesane taşlarının çıkarılması gibi, genellikle cerrahi müdahalenin beklendiği durumlarda bile, ilaçla tedaviyi yeğlediği görülmektedir; hatta bu konu ile ilgili olarak kaleme almış olduğu müstakil bir eserde de aynı şekilde ilaçla tedavi öngörülmüştür.
Razi, eser yazmaya gayret göstermiş ve ömrünün büyük bir kısmını kitap yazmakla geçirmiştir. Kız kardeşinin bildirdiğine göre; eserlerinin sayısı iki yüz otuz civarında olup kitap, risale, makale şeklindedir. Eserleri, başta tıp ve kimya olmak üzere muhtelif fen ilimleriyle ilgili olup şunlardır: 1) El-Havi fit-Tıb: Otuz ciltlik, bu en önemli olan eserinde, insan vücudunu uzuv uzuv incelemiş ve her uzuv ve organda görülen hastalıkları tetkik ederek tedavi yollarını göstermiştir. Eserde; hastalıkların tedavisi, hastalıklar ve teşhisleri, sağlığı koruma, hasta bakımı ve kontrolü, cerrahi ilaçlar, gıdalar, sentetik ilaçların imali, tababet sanatı, eczacılık, insan vücudu ve anatomisi, organlar ve bozuklukları olmak üzere on iki bölüm vardır.
Razi’nin bu meşhur eseri, ortaçağların başından itibaren Latinceye tercüme edilmiş, 17. asrın sonlarına kadar Avrupa üniversitelerinde temel araştırma ve ders kitabı olarak okutulmuştur. Eser ilk defa, 1279 senesinde Fereç bin Zalim adlı Sicilyalı bir Yahudi tabip tarafından Latinceye tercüme edildi. Daha sonra 1486 senesinde Continens çevirdi. Bu tercüme, o tarihlerde Paris’te kurulan tıp fakültesinde kullanılan dokuz temel eserden birisiydi. Razi, bu eserinin müsveddesini yazdıktan sonra temize çekmeye ömrü yetmemiştir. Devrin alimlerinden İbn-ül-Amid, binlerle dinar vererek müsveddeleri Razi’nin kız kardeşinden satın alıp temize çektirdiği bu eseri bizzat Razi’nin talebelerine inceleterek yeniden tanzim etmelerini sağlamıştır. Böylece kaybolup gitmekten korunan eser, günümüze kadar ulaşmıştır.
2) El-Mansuri fit-Teşrih: Diğer önemli bir eseri olup, yirmi cilttir. Bu eseri, Horasan Sultanı Mansur bin İshak Samani’ye ithaf ettiğinden, Mansuri ismiyle meşhur oldu. Eserde, özellikle insan vücudunun anatomik yapısını ele almış, organları ve vazifelerini izah etmiş, gıda maddelerini, hıfzıssıhha (sıhhati koruma) konusunu ve daha birçok tıbbi mevzuları incelemiştir. On bölüm olan eserde; anatomi bilgileri, bünyevi incelemeler, gıdalar, ilaçlar, sıhhat, insanlara deva, yolculuk nizamı, cerrahlık, zehirler ve zehirlenmeler, umumi hastalıklar gibi temel tıbbi konular ele alınmıştır. Latinceye tercüme edilen eser, 1480 senesinde Milano’da yayınlanmıştır. El-Havi fit-Tıb gibi bu eser de, asırlarca Avrupa üniversitelerinde ders kitabı olarak okutulmuştur.
3) Kitab-ül-Fahir: Bir tıp ansiklopedisi mahiyetinde olan eser, baştan sona insanın bütün uzuvlarını tedkik ve tasnif ederek tanıtmaktadır. Raziburada geçmiş hekim ve alimlerin görüşlerinden istifade etmek suretiyle kendi görüş ve keşiflerini de ortaya koymuştur. Ayrıca, hastalıkları ayrı ayrı ele alıp, çeşitli tedavi yollarını, ilaçları ve kullanılışlarını tarif etmektedir.
4) Kitabu Sırr-il-Esrar: Kimyaya dairdir. İlk olarak Gerard de Cremona tarafından Latinceye tercüme edilmiş, Avrupa’da bu sahada rehber kitaplardan biri olma özelliğini kazanmıştır. Ayrıca pekçok dile tercümesi yapılmıştır.
5) Risale fil-Hisbeti vel-Cüderi: Razi’nin batı aleminde en çok tanınan eseri budur. Çiçek ve kızamık hastalıkları hakkında yazılmış olup, bu alanda tıp tarihinin ilk yazılı eseridir. 1565 senesinde Latinceye çevrildi ve 1866 senesine kadar, kırk defadan fazla yayınlandı.
6) Kitabu men la Yahduruh-ut-Tabib (halk ve fakirler için tıp el kitabı), 7) Kitabun fis-Sana’at-il-Kimya, 8) Kitabun fil-İntikad vet-Tahrir alel-Mu’tezile (Mu’tezile mezhebini tenkit ve reddiye), 9) Kitabu Hey’et-il-Âlem (astronomiyle ilgili), 10) Kitabu Menafi-il-Edviye (ilaçların faydaları hakkında), 11) (Kitabun fi Keyfiyet-il-Ebsar (göz ve görmeyle ilgili), 12) Kitab-ul-Hiyel (mekanik), 13) Kitab-ul-Medhal-it-Ta’lim, (Öğretime Giriş), 14) Kitab-ul-Medhal-il-Burhani, 15) Kitab-ul-A’yat, 16) Kitab-ut-Tedbir, 17) Kitab-ul-Iksir, 18) Kitab-ul-Mahabbe (psikoloji), 19) Kitab-uş-Şevahid, 20) Kitabu Ber-us-Sa’a, 21) Kitab-ül-Fahir fit-Tıb, 22) Kitabu Tıbb-il-Mülki, 23) Kitabun fi Vec’il-Mefasil, 24) Kitabu Et’imet-il-Merda (hasta yemekleriyle ilgilidir), 25) Kitabun fil-Kulunç, 26) Kitab-ul-Kafi fit-Tıb, 27) Kitabun fil-Bah.
Razi’nin eserleri asırlarca Avrupa üniversitelerinde ders kitabı olarak okutulmuştur. Avrupa ancak 18. asrın ortalarına doğru, Razi’nin bulunduğu noktaya ulaşabilmiştir.