著有《植物名實圖考》38卷。計引植物1714種，不僅是記述植物藥品的巨著，對現代采集藥物和植物分類的鑒定工作亦大有幫助。其科學價值，壹是糾正了壹些本草學家的錯誤；二是附圖特別精確；三是很多植物後來中名定名以其為依據。還編著有《植物名實圖考長編》22卷（收錄植物838種）、《雲南礦產工器圖略》、《滇南礦廠輿程圖》、《滇行紀程集》、《軍政輯要錄》、《奏議存匯》、《治淮上遊論》、《念余閣詩鈔》及《彈譜》等。
他留心觀察各地植物，依據耳聞目見並輯錄古籍中的有關記載，積30年之功，著成《植物名實圖考》和《植物名實圖考長編》兩書。前者開中國現代植物誌之先河，在中國植物學史上占有重要地位。他研究植物，強調“目驗”，反對“耳食”。例如，他在山西任職時，就註意到《山西通誌》上所謂山西不產黨參的說法與實際不符。他發現山西不僅野外盛產黨參，而且還有人工栽培。他指出黨參“蔓生，葉不對，節大如手指，野生者根有白汁，秋開花如沙參，花色青白，土人種之為利”。他還派人到深山掘得黨參的幼苗，進行人工栽培和觀察，發現“亦易繁衍，細察其狀，頗似初生苜蓿，而氣味則近黃耆”。他將歷代古籍中有關植物的種種記載和論述匯編為《植物名實圖考長編》，收載植物838種。這不僅為自己進壹步研究各種植物，撰寫《植物名實圖考》準備了必要的史料，而且也為後人查閱中國植物文獻史料，提供了方便。
《植物名實圖考》全書38卷，記載植物1714種，比《本草綱目》所載植物增加了500多種（見李時珍）；它所收錄的植物遍及中國19個省。其所記植物地域範圍之廣和種類之多，都遠遠超過歷代本草。吳其濬參考了李時珍《本草綱目》中的植物分類方法，但又作了很大改進。《植物名實圖考》分植物為：谷、蔬、山草、隰草、石草、水草、蔓草、芳草、毒草、群芳、果、木等12類，比之前人更為簡潔、合理。在每壹類下，記述若幹種植物，包括名稱、形態、顏色、性味、產地及用途等，力求與實際情況壹致。他通過親身調查和對古籍的考證，糾正了前人文獻中許多名不符實的錯誤記載。《植物名實圖考》中，每壹種植物的描述都配有根據實物繪成的植物圖。有些圖精確程度可資鑒定科和目，有的甚至可到種。《植物名實圖考》不同於歷代的本草書，它開始擺脫了單純實用性而向著植物學著作過渡，很接近現代的植物誌，為後人進壹步研究中國植物，提供了寶貴資料。現代許多植物學家，還常借助它來確定某些植物的中文名稱和了解其用途，受到了國內外學者的推崇，並被廣為引用。