他所著的《備急千金要方》，簡稱《千金要方》，***三十卷，內容極為豐富。分醫學總論、婦人、少小嬰孺、七竅、諸風、腳氣、傷寒、內臟、癰疽、解毒、備急諸方、食治、平脈、針灸等，***計二百三十二門，收方五千三百首。特別值得註意的是，書中首創“復方”。《傷寒論》的體例是壹病壹方，而孫思邈在《千金要方》中發展為壹病多方，還靈活變通了張仲景的“經方”。有時兩三個經方合成壹個“復方”，以增強治療效果；有時壹個經方分成幾個單方，以分別治療某種疾病。這是孫思邈對醫學的重大建樹，是我國醫學史上的重大革新。《千金翼方》是對《千金要方》的補編。書名含有和《千金要方》相輔相濟，羽翼雙飛的意思。此書***三十卷，其中收錄了唐代以前本草書中所未有的藥物，補充了很多方劑和治療方法。首載藥物八百余種。這兩部書，合稱為《千金方》，收集了大量的醫藥資料，是唐代以前醫藥成就的系統總結，也是我國現存最早的醫學類書，對學習、研究我國傳統醫學有重要的參考價值。宋代郭思高度評價《千金方》，說：“世皆知此書為醫經之寶”（《千金寶要》）。清代醫學家徐大椿也認為該書“用意之奇，用藥之功，亦自成壹家，有不可磨滅之處”（《醫學源流論》）。這書不僅在國內受歡迎，而且還影響到國外，如朝鮮，日本。公元六O八年，日本來中國學醫的醫生，就把《千金方》等方帶回日本，對日本的漢醫影響深遠。
由於孫思邈結合實踐，虛心地廣泛地學習各家之長，所以醫學水平很高，有許多獨特的貢獻。其中，對腳氣病的治療最為擅長。腳氣病是由於人體缺乏維生素B引起的。這種病多少年來折磨著江南壹帶群眾。孫思邈在學習前人和總結群眾經驗的基礎上，經過長期探索，終於提出壹個有奇效而又簡便的防治方案，那就是用防己、細辛、犀角、蓖麻葉、蜀椒、防風、吳茱萸等含有維生素B1的藥物來治療，用含有維生素B1的谷皮（楮樹皮）煮湯調粥常服來預防，這在世界醫學史也是非常先進的。歐洲於公元壹千六百四十二年，開始作腳氣病的研究，而孫思邈早在公元六百年左右，已經詳加論述，並掌握了正確的防治方法，比歐洲早了整整壹千年。
孫思邈特別重視婦幼保健，是創建婦科的先驅。他在《千金要方》中首例婦科三卷，兒科壹卷，把婦兒科放在突出的地位。他還打破當時醫學界“各承壹業”的陋習，主張用綜合療法治病。他說：“良醫之道，必先診脈處方，次即針灸，內外相扶，病必當愈”。他本人用藥、用針、用灸都很精熟，對病人，不問“貴賤貧富”，不分“晝夜寒暑，饑渴疲勞，壹心趕救”。壹次，他在路上看到幾個人擡著棺材在前面走，從棺材裏滴出幾點鮮血，後邊跟著壹個老婆婆，傷心大哭。這種情況引起他的註意。壹問，才知道棺材裏的“死人”是老婆婆難產剛死的獨生女兒。他告訴老婆婆，產婦並沒有死。於是開棺搶救。壹看，產婦臉色蠟黃，壹絲血色也沒有，同死人無異，但壹摸脈搏還在微微的跳動。孫思邈選定穴位，只紮了壹針，不壹會，產婦就蘇醒過來，胎兒也順利下產。眼看母子得救，大家十分感激，齊聲稱贊他的醫術高明。《歷代名醫圖贊》稱道：“唐孫真人，方藥絕倫，扶危拯弱，應效如神”（《本草蒙筌》）。
孫思邈在生之年為醫藥事業作了那麽多重大的貢獻，臨終時，卻遺囑“薄葬，不藏明器，祭去牲牢”。這種精神是很可貴的。他深受人民的愛戴和敬仰。他的家鄉人民給他修廟立碑，把他隱居過的“五臺山”改名為“藥王山”。山上至今保留有許多有關孫思邈的古跡，如“藥王廟”、“拜真臺”、“太玄洞”、“千金寶要碑”、“洗藥池”等。這也說明歷代人民對他的感情是多麽深厚。