《大唐西域記》記載了東起中國新疆、西經伊朗、南達印度半島南端、北到吉爾吉斯斯坦、東北至孟加拉國這壹廣闊地區的歷史、地理、風土、人情，科學地概括了印度次大陸的地理概況，記述了從帕米爾高原到鹹海之間廣大地區的氣候、湖泊、地形、土壤、林木、動物等情況，而世界上流傳至今的反映該地區中世紀狀況的古文獻極少，因而成了全世界珍貴的歷史遺產，成為這壹地區最為全面、系統而又綜合的地理記述，是研究中世紀印度、尼泊爾、巴基斯坦、斯裏蘭卡、孟加拉國、阿富汗、烏茲別克斯坦、吉爾吉斯斯坦等、克什米爾地區及中國新疆的最為重要的歷史地理文獻。
《大唐西域記》業已問世1300多年，隨著時光的流逝，更加顯示出這部著作的燦爛光輝。對於具有悠久文明的印度古代地理、宗教而言，此書是基本史料，7世紀前後印度混沌的歷史地理，賴此書得以在幽暗中略睹光明、散亂中稍有秩序。
對印度某些佛教聖地進行歷史考察或考古發掘，唯壹的文獻指導書就是玄奘的這部著作，印度對那爛陀寺的考古發掘證實了玄奘記載的正確無誤。人們如果想了解阿富汗境內覩貨邏（吐火羅）故國的地理布局、巴基斯坦境內健馱羅、烏萇地區情況、中國新疆和田文化遺址的分布等等，舍此書而無他求。因而阿富汗、巴基斯坦的考古調查與發掘時常以此書為參照。印度的考古工作更是如此，1971—1974年印度考古學家在北方邦的比普拉瓦重新進行發掘，確認了這是玄奘書中迦毗羅衛的真正故址。
國內外利用《大唐西域記》做局部課題研究的成果為數更多。書中對印度歷史上許多事件都有所記述，它對確定釋迦牟尼生卒年代起過很大作用，卷5中關於戒日王的記載是研究中印關系的重要史料，歷史學家據此還寫成了多種研究戒日王的專著。書中對迦膩色迦王的記載，為這個熱點問題研究提供了寶貴資料。至於佛教史料，那就更多了。現幾乎找不到壹本講古代印度問題而不引用《大唐西域記》的書，因為玄奘此書中有些資料，是任何其他書中都是找不到的。像《大唐西域記》這樣內容豐富、記載國家之多、記載之詳實，就連玄奘以後很長的時間內，也沒有壹本書能夠比得上它。實際上，玄奘所留下的這部地理學著作業已超越了中國的範圍，今後必將在中外學術界有關方面發揮日益重要的作用。
19世紀以後，隨著歐美等國的殖民地開發，世界東方學興起，玄奘的著作因之受到了各國學者的重視，為之註疏、翻譯、研究和引用者絡繹不絕，對玄奘的貢獻給予了充分的肯定和高度的評價。也就從這時起，玄奘成為世界文化名人。外國學術界最早對玄奘的研究，不是因他的譯經事業和有新譯的特點，也不是因他在唐朝建立了法相宗，弘揚了佛教，而是因為他到印度求學取經後回來撰述了《大唐西域記》壹書，裏面介紹了不少南亞地區各國的情況，對古印度考古研究提供了不少有用的資料。
按照中國已故著名的玄奘研究專家楊廷福先生提供的資料，西方國家最早開展《大唐西域記》的研究，其中以德國和英國為首。1834年德國學者Klaproth在柏林出版了《玄奘在中亞與印度的旅行》壹書，這是迄今所見最早介紹玄奘的西文著作之壹。1851年法國學者M·斯坦拉·儒蓮翻譯出版了《慧立、彥（宗）的玄奘傳及其629—645年旅行》（即《慈恩傳》）壹書。以後又在此書的基礎上，於1857年將《大唐西域記》譯成法文並出版，在東西方學術界影響甚大，開創了玄奘的研究的新時期。例如，1837年孟加拉地方政府的英國官員亞歷山大·枯寧漢姆在釋迦牟尼成道的鹿野苑和山奇大塔處等地發現了石刻銘文，1854年他將這些銘文收集後整理出版。1861年他首次在北印度主持考古，十年後他被任命為印度殖民政府第壹屆考古部長官。幸運的是，由於有了M·斯坦拉·儒蓮的《大唐西域記》法文譯本，枯寧漢姆得以根據玄奘的記載，核實了發掘考古資料，確定了石柱的銘文性質，指出了他們都是佛教的遺物。到1885年，他已經寫出24卷《印度考古調查報告》，其中有壹卷是專門研究阿育王敕柱銘文的內容。枯寧漢姆主持的考古工作開創了印度古代史研究的新時代。這部法譯本的出版，與之內容相配的地圖也得以繪出來。
1862年俄國學者Klass0sky根據法譯本轉譯成俄文本出版。英譯本則是由S·比爾在1884年將儒蓮的法譯本譯出後完成的。1904至1905年托馬斯·瓦特（Thomas Watters）再譯《大唐西域記》。因了《大唐西域記》的各種譯本，與此相關的學術爭論和有關資料也受到重視，如針對儒蓮的譯文與後出的R·Grousset法譯本的譯文比較，以及法顯的《佛國記》等各種相關資料的研究專著不斷出版，而有關的論文已經汗牛充棟，不可計數。
日本學者的研究稍晚於歐洲，1894年《佛教史林》刊出《玄奘三藏年譜》，是為最早的論文。1910年日本京都大學出版《大唐西域記考異》，2年後堀謙德出版《解說西域記》壹書，是為日本最早的專著出版。1926年高桑駒吉出版《大唐西域記》與東南印度地理研究的書；1942年足立喜六出版《大唐西域記の研究》二卷本，代表當時日本學術界在這方面研究的最高水平；但直到1972年，此書才由水谷真成譯註的《大唐西域記》所取代。1983年野村耀昌又重譯《大唐西域記》。
韓國的學者將慧超的《五天竺記》與《大唐西域記》做了比較研究。印度學者對《大唐西域記》裏記載的壹些地名做了進壹步的說明。
中國學術界受到國外學術成果的影響，開始對《大唐西域記》和中亞地理進行研究，1904年，當時在《史學界》第6卷2期上曾經刊出了日本學者山下寅次撰寫的《玄奘三藏的〈大唐西域記〉中所見到的都貨羅國和〈漢書·西域傳〉中所見到的月氏國之考證》壹文，這大概是在中國最早出現的與《大唐西域記》研究有關的文章，雖然此文為外國學者撰寫，但是它卻傳遞了這樣壹個信息，揭示了國外對《大唐西域記》的研究成果已經開始進入到中國，正在引起國內學界人士的註意。
1915年學者丁謙在《方誌月刊》六卷二期至六期發表了《西域記考證》，此文於1934在年南京出版，後收入在《浙江圖書館叢書集成》第二集之“蓬萊軒地理學叢書”中。到50年代前，國內學者發表了有關與《大唐西域記》地理有關的文章十余篇，其中有陳寅恪、陳垣和馮承均等著名學者的文章，又以馮承均的研究最集中。此外國內學者還譯介了壹批國外學者的著作。
梁啟超早在《中國歷史研究法》裏就談到了玄奘研究的問題，當南京歐陽竟無領導的支那內學院完成了校註本《慈恩傳》後，1924年他在《東方雜誌》第21卷第7期上發表了《支那內學院精校本玄奘傳書後——關於玄奘年譜之研究》，在這篇文章裏，梁先生對玄奘的年齡提出了置疑，開了20世紀研究玄奘年齡之先，對後世起過重要的影響。
20世紀初二、三十年代，佛學在中國壹度復興，佛教界內外有不少人對唯識學產生了濃厚的興趣，壹時成為近代佛學研究的主流。但1950年以前，有關《大唐西域記》研究的文章並不是太多，但為後來的研究找下了基礎。
1949年中華人民***和國成立，中國的社會科學研究進入了壹個新的時期，到1956年時，中國的政治生活局面基本上是正常的，學術界的活動也較為繁榮。
1957年後，中國受到了來自“左”傾思想的幹擾，與玄奘研究有密切關系的佛教被視為唯心主義，佛教研究受到不同程度的扼制，許多領域被人們視為禁區。但是《大唐西域記》的研究卻時而有之，到1960年以前，大陸學術界出版的有關《大唐西域記》的書籍約26種。
1966年“文化大革命”開始，有關學術研究的活動基本停止，佛教乃至《大唐西域記》研究的活動不再進行。
1978年後有關玄奘的研究成為學者們關註的熱點和主要課題，並且圍繞玄奘的研究及其作品形成了多學科的研究，涉及了廣泛領域。最早發表成果的仍是有關《大唐西域記》的內容。
1982年，向達輯的《大唐西域記古本三種》（中華書局）出版，表示中國學術界再次開始了對這壹學術問題的研究。越二年，周連寬的《大唐西域記史地研究叢稿》（中華書局）出版。此書重在考證和研究，作者對《西域記》裏所載的壹些國家和民族宗教、人文、地理史等各種現象做了綜合性的描述，對不同的觀點和說法做了精考，提出了自己的看法。在資料運用上，也較為豐富，既有中國歷代古籍，也有歐、日等國的著名學者和著作，還輯錄了各種觀點，便利於學者通盤地鳥瞰。如在“（去曷）盤陀國考”節裏，作者不僅列舉了各種資料對此地的稱謂，著重指出，該地現所在的位置，而且還將（去曷）盤國與迦含羅國做了比較研究，指出它們的區別，強調“玄奘所述蔥嶺，雖範圍較廣，但仍與大雪山（興都庫什山脈）區別開來。”（第194頁）以說明蔥嶺與雪山有時也是特定的二個不同的山嶺，不能混淆。作者最後認為，現存各種版本的《西域記》裏都題為：“三藏法師玄奘奉詔譯大總持寺沙門辨機撰”或題“唐釋玄奘譯 辨機撰”，應改為“唐釋率奘撰辨機編次”為妥。
季羨林等人集體合作的《大唐西域記校註》（中華書局，1985年），其特點是主要表現在校註精到，詳釋，在版本學上有壹定的價值。參加本書具體工作的學者均為學有所長的專家，因此它體現了現階段學術研究集思廣益，發揚集體力量的優勢，改變了過去學術界總是依靠個人的力量來從事這方面研究的情況。範祥雍所寫的“校勘例言”對現存的各種版本做了較好的概括，有重要的參考價值。全書在引用資料方面，也有其獨到之處，主要是引用了很多西文著作，特別是南亞地區人士的專著。又由於出版年代新，故在資料的集輯方面，具有新的特點。
但是，該書在介紹國內外《西域記》研究情況方面還很不夠，讀者不能了解有關這方面情況的發展過和程和線索，太遺憾了。倒是謝方的《〈大唐西域記〉的校註本將整理出版》（《中國史研究動態》1978年試刊）壹文對此有些簡略介紹，可彌補《校註》壹書的不足。中國對《西域記》的研究始於清代的丁謙。筆者認為，還可將年限往前推壹些，以乾隆年間王鳴盛的《十七史商榷》為發端。
此外，季羨林等人還對《大唐西域記》做了今譯，章巽、芮傳明等做了導讀等有益的工作。有關《西域記》的藏文資料也有論文面世。在現代中國社會科學領域裏占有極其重要的地位，特別是在西北地區的壹些學術刊物上，常年刊有這方面的文章。
學者將法顯的《佛國記》和《大唐西域記》進行了比較研究，指出兩書都提出了壹些地理名詞，不僅具有科學性，而且成為近代科學地理命名的先導，有的直到今天仍被采用。它們不同之處在於：《大唐西域記》以空間描寫的完整真實感見長，《佛國記》則以其時間概念明晰，歷史感濃厚而著稱。所以從地理學上看，《大唐西域記》的價值遠遠超過《佛國記》。還有學者對《大唐西域記》和《西遊記》之間的關系做了研究，認為“吳承恩在創作《西遊記》的過程中可能並沒有讀過《大唐西域記》。認為《大唐西域記》沒有對《西遊記》發生過直接影響，而壹切影響都是間接發生的。”