哲學思想
實事求是是乾嘉學派學人的***同旗幟和人生信仰。段玉裁是戴震的大弟子，他雖未能像他的老師那樣寫出壹系列哲學著作，但在學術理想、路線方面基本遵循了戴震所開創的皖派學術風格，並有其獨特貢獻，特別是他在古典語文學研究中所貫徹的追求真知的精神，與戴震是相通的。他說：“凡著書者，將以求其是而已，非將以求勝於前人而要名也。將以求勝於前人而要名，則吾斯未信，而欲天下後世信之，無是理也。雖然，吾非以要名，吾非以求勝於人而誠求其是，則其書之成，宜必可信矣。”
在哲學立場上，段玉裁也繼承了戴震反宋儒的觀點，堅持“陰陽氣化即道”、“必於物上求理”，反對“執意見以為理”。他在《十經齋記》壹文中說：“余自幼時讀四子書註中語，信之惟恐不篤也，即壯乃疑焉。既而熟讀六經、孔孟之言，以核之四子書註中之言，乃知其言心、言理、言性、言道，皆與六經、孔孟之言大異。六經言理在於物，而宋儒謂理具於心，謂性即理；六經言道即陰陽，而宋儒言陰陽非道，有理以生陰陽，乃謂之道。言之愈精而愈難持循，致使人執意見以為理，礙於政事。”而戴震在《孟子字義疏證》壹書中，就反復批評宋儒視理為得於天而具於心的觀點，認為宋儒執意見以禍國殃民，甚至造成“以理殺人”的惡果。
段玉裁在“求真”學術理念的支撐下，批評王應麟著《困學紀聞》和顧炎武著《日知錄》的著書方法，認為這種著書方法有兩種弊端，壹是好為異說，二是剿說雷同，中無所得，僅邀名而已。王應麟與顧炎武都以博學著稱，而顧炎武的《音學五書》還曾接引段玉裁進入古典語言學。但段玉裁受戴震影響，領悟為學真諦，不再博學以誇能，而是以追求真知與十分之見為人生信仰。他說：“聞之東原師曰：知十而皆非真知，不若知壹之為真知也。洞徹其本末，剺剖其是非，核諸群書而無礙，反之吾心而帖然，壹字壹句之安妥，亦天地位，萬物育之氣象也。久能所說，皆得諸真知，故近以自娛娛親，遠以娛人，渙然冰釋，怡然理順，其傳世行後無疑也。”
不僅如此，段玉裁還認為，通過追求真知的活動，上可以神交古人，下可以神交後人，使人的生命存在超越時間限制，進入永恒的境界：“夫人有心得之處、超乎古人者，必恨古人不我見，抑余以為古人有言有為，未嘗不思後人處此必有善於我者，未嘗不恨後之人不可見也。”在追求真知的活動中尋求短暫生命的永恒意義，這壹價值理想說明，乾嘉學者的學術活動並不僅僅是外在的政治壓迫的結果，他們在考據學中找到了精神寄托。
段玉裁並未簡單重復老師的觀點，而是在“求是”的問題上發展了戴震的學說。他認為“追求真是”是壹個歷史過程，從原則上說後代勝於前代，後人通過研究不得已要與前人不同，是追求真理的壹般規律所致，並非有意難為前人。他說：“著書者，固以天下後世信從真是之為幸，而非以天下後世信從未必真是之為幸。左氏非不樂公羊、谷梁之後出，杜氏非不樂劉炫輩之後出，朱子在今，必深幸詆議之有人。夫君子求為可信，不求人之信。求其真是，而亦不敢自必為真是。此真是之所以日出也。”與戴震所說的“十分之見”的自信相比，段玉裁更明白“真是”不易得，而且伴隨著時代的發展、學術研究的深入，“真是”也在不斷發展。
經學研究
在“經學”研究方面，段玉裁沒有寫出系統的哲學著作，但他通過對《春秋》、《左傳》、《大學》等經典文本中的具體字義、句子的辨析，尤其是對明世宗繼統問題的系統研究，闡發了其政治倫理思想，也提出過壹些突破傳統經學思想的主張。晚年的段玉裁在寫《十經齋記》壹文時，對於訓詁、名物、制度、民情物理四者三致其意，而且自稱“不敢以老自懈”。段玉裁對於名物、訓詁、制度的研究，主要表現出“求是”精神，而對於“民情物理”的關心，則表達了“求道”的理想。
段氏博大精深的小學是段氏經學的方法論支撐。清初顧炎武在回答什麽是經學問題時曾說：“理學，經學也。”就是“舍經學即無理學”，同樣，我們也可以說，舍小學即無經學。段氏小學為解經服務，小學是治經的工具。段氏小學偉岸，經學成就亦因此富厚。經學史在段玉裁那裏，實在是圍繞群經的語學工具邏輯應用史，經學史是經書傳註史。
《周禮漢讀考》（1794年）對讀經的語言邏輯指要。段玉裁《周禮漢讀考》最重要的貢獻是，為讀懂《周禮》提出了漢代人註釋《周禮》的體例：《周禮漢讀考序》提出的“漢註正讀”三式。段說：“漢作註，於字發疑正讀，其例有三：壹曰讀如、讀若；二曰讀為、讀曰；三曰當為。”這段文字，同樣見於《說文段註》“讀”字下，正可看做獨立之古代語學移置於經學用作辭例。讀如、讀若：“擬其音也”，是用來擬比同音字、近音字的。讀為、讀曰：主要是用來指明意義的變化。當為：段說：“字誤、聲誤而正之，皆謂之當為。”
《尚書》學領域建功勛。清初聲討偽古文《尚書》是有思想啟蒙意義的，梁啟超《清代學術概論》稱之為“誠思想界之壹大解放”。《尚書》為十三經之壹，十三經為封建社會正統指導思想，揭露《尚書》偽作，當然是對封建統治思想的沖擊。乾隆年間段玉裁研核今古文《尚書》，為揭梅賾偽作的余緒，意義不凡。
自然科學與讀經。段玉裁十分重視自然科學入經，章炳麟《檢論清儒》曾說段玉裁以“十三經”為少，“宜增《大戴禮記》、《國語》、《史記》、《漢書》、《資治通鑒》，及《說文解字》、《周髀算經》、《九章算術》，皆保氏書數之遺，集是八家，為二十壹經”，這樣，段氏所增八經中有兩經是數學書，足見段氏說經對自然科學的重視。
還有壹點也很值得註意，就是段玉裁對今文經的包容態度。段玉裁曾特別要他的外孫龔自珍向古文經學者程瑤田學習。後來今文經學家龔自珍寫成《明良論》四篇，揭露清代官僚政治的腐敗，段玉裁80歲時讀到此文，盛贊其“切中今病”，“髦（出類拔萃）矣！猶見此才而死，吾不恨（遺憾）矣。”
語言文字學
段玉裁主要繼承、深化並細化了戴震的語言學研究，在聲音與意義的關系、經典中“本字”的考訂、漢人註經原則的發明等古典語文學方面，成就突出。
段玉裁壹生最重要的學術成就在語言文字學，主要成果集中在《說文解字註》壹書中。“註釋”是古人著書立說的重要體裁，如果說東漢許慎《說文解字》重在經漢字字形揭示漢字的本義，清代段玉裁則重在用傳世文獻揭示漢語詞的引申義。我們今天講段註在詞義學、詞匯學上的貢獻，主要是以段註引申義為基礎的。段註把古今的字形、字音、字義都貫通起來，因而更顯得體大思精。
段註的另壹個重要貢獻，就是把九千多個漢字安置於新的古音韻系統，壹壹標明各字的韻部。附於段註書後的《六書音韻表》就是九千多字的位置系統，即上古韻部系統。段玉裁古韻學成就可以歸納成兩個方面：壹是提出了壹系列古音學的原理，成為古音理論的集大成者，特別是開辟了從諧聲偏旁入手來研究古韻分部的新途徑和新的方法系統。二是分上古韻六類十七部，超邁前人，啟導後來。段玉裁、戴震論韻十五年成為學術史上的佳話。經過研討，在上古“支、脂、之”三韻部分立問題上，雙方達成***識。但在上古真部與文部的分立問題上，戴始終沒有接受段的意見，今天，上古真、文分部已成定論，段是正確的。
段註的再壹個重要貢獻是，除了指出《說文》各部首內相關漢字之間的意義聯系，使許慎《說文》變得井井有序，“如壹篇文字”以外，還就全書範圍內意義相關字不斷勾稽指示，使之組合類化。
段玉裁高足弟子之中，長洲徐頲、嘉興沈濤、女婿仁和龔麗正（龔自珍之父）較為知名，長洲陳奐尤其得其學識真傳。 文字訓詁
段玉裁博覽群書，著述宏富，由經學以治小學。在小學範圍內，又從音韻以治文字訓詁。根基充實，深得體要。所著有《六書音均表》、《詩經小學》、《古文尚書撰異》、《周禮漢讀考》、《儀禮漢讀考》、《汲古閣說文訂》、《說文解字註》及《經韻樓集》等書。《六書音韻表》在顧炎武《音學五書》和江永(1681～1762)《古韻標準》的基礎上剖析加密，分古韻為17部，在古韻學上是壹部劃時代的著作。中國當代語言學家周祖謨認為此書“在古韻學上是壹部劃時代的著作”。
《說文解字註》積30余年的功力寫成，體大思精，為前所未有。他先為《說文解字讀》，每字之下博引群書，詳註出處，晚年才刪去繁文，簡約成《說文解字註》。嘉慶二十年（1815年）五月全書刻成，風行壹時，大為學者所稱贊，《說文》之學也由此而盛。
《說文》段註的主要特點是：①比勘二徐（徐鉉、徐鍇）本，刊正傳寫和刻本的謬誤。②闡明許書著作的體例。③引證經傳古籍，解釋許說，推求許說所本。④在許慎訓解之外，說明字義的引申和變遷；指出字有古今，義也有古今。⑤闡發音與義之間的關系，根據諧聲聲符說明音義相通之理。與同時學者桂馥、朱駿聲、王筠並稱《說文》四大家。
段玉裁註《說文》的成就極大。他不僅貫串全書，詳加註釋，把《說文》在考訂文字、聲音、訓詁三方面的真實價值闡發無遺，而且創通許多研究詞義的方法，對漢語訓詁學的發展開拓了新的內容和新的門徑。盡管書中不免有偏執武斷之處，可是其中精粹之處終不可沒。
文獻整理
段玉裁不但在整理文獻的實踐中作出了不朽的業績，同時他總結實踐經驗，又提出很多卓越的見解，諸如“改字”問題、誤校問題、分別作者之是非與本子之是非等，卓識宏議，發人之所未發，至今為學者所稱道 。關於“改字”問題，總的說來，他是主張“勇改”的，認為當改則改，知錯不改反而會留下後果。但是他同時又反對妄改、擅改，因為妄改、擅改會造成更惡劣甚至難以挽回的後果。 甘苦有得之言，發人深省！段玉裁校書不迷信古本，而是主張依靠自己的學識，善加判斷。他分析經書的“疏”與“經註”本來都是各自單行的，各家所守的“經註”以及單行的“疏”受授不同，其字其說齟齬者多，自《十三經》合刊註疏音釋，學者能夠識別其源流同異的並不多。在這樣復雜的情況下，僅僅依靠古本來校勘經書的文字，已不能夠解決問題，最後只有憑借自己的學識作出抉擇。《十三經註疏·釋文校勘記序》指出：“顧自唐以來，而徒沾沾於宋本，抑末也。”可見段玉裁不獨鄙視俗本為不足據，就是通常以為的精善宋本，也亦去其積誤而探其義理以定是非，這就恐怕不是壹般人所能做到的了。他認為校勘者必須具備深厚的學力和紮實的基本功。段玉裁在校勘方面的絕詣，有很多校例已為當代發現的敦煌寫本、阜陽漢簡所證實，不能不令人嘆服。其所著《古文尚書撰異》勘正今本誤字甚多，當時無別本可參，僅憑理校，今與敦煌寫本對校，每多合者。王重民《敦煌古籍敘錄》雲：曾以《尚書》殘卷《益稷》、《禹貢》兩例“持與段氏《撰異》對讀”，其中段氏所定“脞字從肉”、“繇字不從草”等例，“今照此寫本，段君之言為定讞矣”。又如段玉裁在《詩經小學》中判斷《詩經.墓門》“夫也不良，歌以訊之”的“訊”為“誶”之誤，安徽阜陽漢墓出土的《詩經》竹簡正作“歌以誶之”，證實了他的判斷完全正確。 與段玉裁同時的知名學者和藏書家如顧廣圻、盧文弨、臧鏞、顧之逵等，均有藏書和校書之記載。有藏書處“晚翠軒”、“經韻樓”等，藏書印有“玉裁校正”、“平江段氏晚翠軒藏書”、“經韻樓”等。著述宏富，有《古文尚書撰異》、《毛詩小學》、《周禮漢讀考》、《汲古閣說文訂》、《六書音韻表》、《經韻樓集》等30余種700余卷。