王夫之对天文、历法、数学、地理学都有研究，尤其精通经学、史学、哲学和佛学，在学术上有很大成就。
他一生最仰慕的是东晋的刘琨和北宋的张载。在政治上，他以力图挽救危局而壮志未酬的刘琨自勉，在学术思想上则以唯物主义哲学家张载为依归，并有重大突破。他总结和发展了我国传统的唯物主义，提出“尽天地之间，无不是气，即无不是理”的命题，进而推论自然界、社会一切事物都是以物质变化为基础的有规律的运动，还留下许多重要的哲学著作，成为我国封建社会唯物主义的集大成者。
虽然他的著作内容非常丰富，但他在晚年著书“纸笔多假之故人门生，书成因以授之”，书成后多半随手赠人，不留底稿，完全依靠乡民保藏下来，因此他生前没有多大声望，死后几十年也默默无闻。王夫之常为自己没有取得刘琨、张载那样的成就而深为遗憾。他病危时，自知不起，便为自己写了墓志铭：“抱刘越石之弧愤而命无从致，希张横渠之正学而力不能企，幸全归于兹丘，固衔恤以永世。”
