在学术上,他上承清初黄宗羲经世致用之学,勤奋攻读,博通经史,一生孜孜不倦,笔耕不辍,著有《困学纪闻》、补辑《宋元学案》、七次校注《水经注》,临终时还自编文集。
全祖望也写了不少传记散文。碑铭如《二曲先生窆石文》、《亭林先生神道表》、《梨洲先生神道碑文》等,是记叙清代重要人物和学术文艺的重要文章。传论如《庄太常传》、《陈同甫论》、《明庄烈帝论》,记序如《浦阳江记》、《梨洲先生思旧录序》等。他的文章不拘成法,诗歌多注意评述人物,表彰忠义,但议论过多,文采较平淡。
全祖望反对一味拾人牙慧、步人后尘,或墨守一家、囿于成说,从而失去自己独立思考的品性和学术创新空间的做法,认为学贵自得,应融会百家之长,经自己悉心揣摩后得到属于自己的真知。同时,全祖望主张不能仅据别人言论来探讨他的学术,应该在实践中对这个人的学说进行考察,强调躬行实践。