袁家骅的语言学研究主要集中在两个方面：对西南少数民族语言的调查和研究;汉语方言的教学和研究。

    一、少数民族语言调查方面的贡献

    少数民族语言调查方面，早在西南联大教学期间，对云南少数民族语言进行了调查。根据发音人提供的材料，用国际音标进行纪录，然后分析归纳出窝尼语的语音系统和语法撮要。他的《阿细民歌及其语言》一书，通过记录云南阿细族的三首民歌(长歌、悲歌、捐税歌)，分析论述了阿细语的语音系统和语法特点，并为阿细语设计了文字方案。该书不仅为少数民族语言的研究提供了第一手口语资料，而且也为民间文学的研究提供了原始素材。解放后，从事壮族语言调查研究，论述了广西壮语可分为邕南和邕北两大方言，认为两者在语音上有显著区别，在韵母、声调、字汇和语法结构方面基本一致。认为只有制定南北互相汇通的两个文字方案，才能兼顾南北壮语的全面。对于汉语和壮语的异同，认为汉语和壮语同样有五种结构要素，但在诸要素的安排次序上，汉语和壮语自成体系，互不相同。汉壮语体词结构的根本区别，在于壮语是以量词或“量名组合体”为核心，而汉语是以名词为核心。他这方面的研究的特点是：占有大量丰富的第一手材料，研究范围广泛而全面，从语音、词汇到语法结构都有所涉及。注重少数民族语言与汉语的对比研究。这些特点使他的研究对于汉藏语系语言和方言的历史比较研究具有很高的学术价值。

    二、汉语方言的教学和研究方面的贡献

    汉语方言的教学和研究方面，1955年和1956年在北大中文系开设“汉语方言学”课程，从历史语言学的角度说明汉语方言发展的来龙去脉，从描写语言学的角度举例说明各大方言的主要特点。所主编的《汉语方言概要》，是中国第一部比较全面系统地介绍现代汉语方言的著作，从大量的资料中概括出各方言的特点，根据特点划分方言区域。它是在讲稿的基础上进一步加工整理而程的，它为高等院校汉语方言课程提供了综合性的教学参考，对于建立完整的汉语方言学的科学体系也具有重要意义。该书占有大量活的口语材料，论点的基础可靠，语音的审核细致，对各方言语音特点的介绍详尽，重视方言词汇和方言语法的研究，较为全面地解释了各方言区的主要方面，使读者对各大方言的主要特征及各大方言与普通话的对应关系有了一个较全面的认识。该书在国内外学界都引起很大反响。此外它还与人合作翻译了布龙菲尔德的《语言论》。

    在进行语言学研究的同时，袁家骅坚持语言学的教学和人才的培养，曾任北京大学语言专修科主任，培养了一批能进行实际方言调查的人才。注意向学生传授治学经验，强调研究语言的人必须学好外语，掌握记音能力非常重要，对学生施以人格化的教导。