他曾把中醫比作中國未開發的礦藏，要用現代科學方法去發掘和改良。1927撰寫《藥學專刊>:序言中建議大力開展中藥研究，提出“地方設立道地藥材研究所，中央設立中藥研究所、中藥實驗場和中外藥用植物園。”他深謀遠慮地預言:“《本草綱目》所載的壹種藥物，含有許多未被發現的化學成分，學術上的進展可以期待壹壹出現在世界藥理學家的實驗場上，前途不可限量。“今天，世界各國都非常重視中醫的研究並取得成就，這證實了他的遠見卓識。
1928年，他為中央研究院做了壹份《中醫研究所設立方案》，闡述了中醫研究的學術意義和經濟價值，以及當時國外中醫研究的情況，首次提出了中醫系統研究的設想:中醫研究所應設立:(1)檢驗部；(2)調查部門；(3)培育部；(4)鑒定部門；(五)檢驗部門；(6)測試部門。
他到中央研究院工作後，擬定了壹個“研究國產藥材的規劃方針”，期限為10年。根據當時研究所的具體情況，建議成立理學部、化學系和藥理系，開展上述研究任務，並規定近期各部門的實施範圍。同時，建議在生藥學、化學和藥理學研究的基礎上，編寫實驗新本草。主張匯聚學者，分工合作，對中藥進行系統研究，擬定藥用植物和藥材的采集和調查方法及《實驗新本草》第壹集目錄初稿，征求國內外植物學家和藥學家的意見。原計劃用10年的時間完成《本草綱目》100種藥材的整理和研究。要實現這壹宏偉目標，當時條件不成熟，主要是中醫科研還沒有形成隊伍，客觀條件存在很多困難。但他克服困難，在中央研究院工作了五年，完成了兩集《實驗新本草》的研究和編纂，正式出版時改名為《中國新草略》。
在北平研究院工作期間，他得到了生理研究所和植物研究所專家的配合，對華北地區的藥市和藥店經營的藥材進行了實地考察。《周琦要誌》第壹集和《本草實地觀察》第二集的編纂，在本草名稱和名稱的考證方面積累了更多的資料。他總結了近30年整理本草和研究中藥的經驗，更加深刻地認識到“藥材的科學研究和鑒定是最難的第壹個問題，只有把藥材的基礎建立起來，再進行化學和藥理研究，才會少犯錯誤。”他也深深感受到，當時國內還沒有中醫研究機構，單打獨鬥，沒有互相學習經驗的同誌們獲得了分工合作的效力。雖然日本的研究成果和中藥可以借鑒，但是日本藥物的研究成果是日本產品，或者說日本產品被當做中藥，這是不符合中國實際的。所以他總結說:“研究國家生產毒品，中國人民是唯壹的。”
1937期間，南京國民政府教育部向全國學術機構征集學術研究三年計劃時，趙為北平研究院撰寫了《本草學與中醫學及其實例研究計劃》。計劃的第壹部分是“解決中藥生藥學的基本問題和編寫中國藥典的準備方案”，內容包括生藥原植物的鑒定、現行藥材與本草的互證、三年內完成本草。求中藥，實地試驗，決定好不好，準備編中國藥典；研究道地藥材與植物地理學的關系。第二部分為“中藥生藥學標準鑒別及中國藥典標準檢驗”，包括藥材的形態、特征、內部結構的鑒別；粉末藥材、灰色藥材及偏振光顯微組織化學研究:草、根、木、皮等生藥學的系統檢索方法；中國藥典標準檢驗項目等等。其中生藥學研究以《周琦要誌》第壹集菊科和續斷科的生藥學研究為例，按照恩格勒的分類體系繼續完成19集(三年1和2集)。這個計劃提出後不久，就爆發了“七七事變”。在隨後的幾年裏，他經歷了許多風風雨雨和挫折，但他整理本草和研究中醫的決心仍然不可動搖。
中華人民共和國成立後，國家高度重視中醫藥研究。他出版了《國內生藥學研究與歷代本草沿革的關系》專著，對中藥的研究任務、中藥研究機構的設置、中藥調查委員會的建立、中國藥典的編纂、丸、散、丸的制備、劑型的改進以及古代本草書籍的影印出版等提出了許多寶貴的建議，受到有關部門的重視。1951中央衛生研究院中醫研究所(1952後更名為中國藥物研究所)聘請他為顧問。在他的指導下，建立了中藥研究室、單方秘方研究室、中藥化學分析研究室等機構，對我國常用中藥進行了調查研究，積累了壹些研究資料和中藥標本，為新中國培養了壹支新的研究隊伍，為中藥研究所的建立奠定了基礎。
回顧自己40年來走過的路，他認為中藥要根據其特點來研究，不僅要研究其純成分，還要研究其整體成分及其藥理作用。他反復解釋，中藥含有復雜的有效成分，壹味中藥是壹種復合物，含有君、臣、佐、使等多種成分，相互配合，在人體內起合奏作用；中醫的復方是集眾多君、臣、佐、使於壹身，起著宏大合奏的作用，就像把西洋樂器集中在壹個大廳裏。因此，應用中藥或復方藥物治療疾病，往往具有不可預知的治療效果。
趙提出系統研究中藥的思想至今已有60多年。他是中國早期中醫研究的倡導者和設計者。在長期的實踐中，他不斷修正和豐富原有的思想，為推動我國中醫科學研究做出了貢獻。