Il a consacré près de 900 mémoires aux mathématiques, à la musique, la mécanique, l'astronomie, l'optique, la théorie des assurances, etc. En mathématiques, il est l'un des principaux artisans de l'essor de l'analyse au XVIIIe s., faisant de la fonction le concept fondamental de toute construction mathématique. Confiant dans les résultats élaborés au XVIIe s., il en dégage des méthodes générales et les rassemble dans des théories globales tout en imprimant aux mathématiques une marque nouvelle et formaliste. Il est l'auteur d'un Traité complet de mécanique (1736), premier grand ouvrage où l'analyse soit appliquée à la science du mouvement. Il a transformé le calcul différentiel et intégral en une théorie formelle des fonctions ne faisant plus appel à des conceptions géométriques, et appliqué le calcul infinitésimal à de nombreux problèmes de physique.
