高名凯的学术研究主要分为两个时期：解放前，主要从事汉语语法研究;解放后，主要从事普通语言学理论研究。

    汉语语法研究

    在法国留学期间，在法国语言学家马伯乐的指导下，完成毕业论文《汉语介词之真价值》。回国后，陆续发表一些汉语语法方面的学术论文，1948年出版汉语语法专著《汉语语法论》，与王力的《中国现代语法》、《中国语法理论》和吕叔湘的《中国文法要略》同为20世纪30年代中期以后反对模仿通俗拉丁语、英语语法，用普通语言学理论作指导进行汉语语法研究的最重要著作。该书理论上主要受法国语言学家房德里耶斯的影响，认为研究汉语语法不应象研究印欧语语法那样偏重词法，而应该注重句法，这是汉语的特点决定的;西方语言有一个句子必须有主语的语法定律，如果句子没有主语，也可以用所谓中性代名词(如英语的it , 德国的es，法语的il)做为形式上的主语，而汉语中这种中性代名词是不存在的，这表明汉语是着重主题(话题)而不重主语的语言;按照句子谓语的不同，把汉语的句子分成“名词句”和“动词句”两大类;根据语法意义，把汉语虚词分成十类;认为汉语只有“体”的范畴，没有“时”的范畴，动词没有主动态与被动态的区别，没有内动词与外动词的区别;把句型分为否定命题、疑惑命题、命令命题、感叹命题五种，讨论了各种命题的表达方式。

    高名凯先生在《汉语语法论》中指出，西方逻辑学家认为规定一个句子必须有主词和表词，于是就有了一个句子必须有主语的语法定律，如果句子没有主语，那么西方语言也可以用所谓中性代名词(如英语的it , 德国的es，法语的il)做为形式上的主语，可是汉语中这种中性代名词是不存在的。这表明汉语是着重主题(话题)而不重主语的语言。并在进行了汉语与西方语言的比较之后，正确指出汉语的动词本身并没有所谓施动与受动，内动与外动的分别，也没有现在，过去和将来的时间(tense)之分，只有"态"(aspect)的语法范畴，这些应该说对汉语语法学都是贡献。

    普通语言学理论研究

    介绍了马克思、恩格斯、列宁等关于语言的论述，积极普及语言学知识。所著《语法理论》是一部全面系统的普通语法学理论著作，评介了国内外众多语法学家，对普通语法学的一些重大理论问题进行了全面论述，并提出应该区分语法形式学和语法意义学等观点。《语言论》是其语言学观点的总结，评介了语言学史上许多语言学家的观点，并在一些重大理论问题上提出自己的观点;严格区分了语言结构中的各种“位”和“素”，提出了一整套分析语言系统的单位以及各种单位的变体;在词汇系统和语法系统中，从形式和意义两方面提出“词位音位”、“词位义位”等;认为每一种语言都有变体。对于汉语词类问题，主张汉语的实词虽然具有不同的词类功能，但划分不出词类。在语言学理论方面受索绪尔影响较深，主张严格区分“语言”和“言语”，“共时”和“历时”等，并积极介绍索绪尔的语言学观点。

    西方语言学理论翻译

    高名凯还发表过一些哲学著作和译著，翻译出版了二、三十篇巴尔扎克的小说。

    高名凯先生在介绍西方语言学理论方面做了大量工作。影响整个20世纪语言学发展进程的瑞士语言学家索绪尔的经典性著作《普通语言学教程》是高名凯先生翻译的。50年代对中国语言学的发展起了促进作用的很多苏联学者有关普通语言学，语法理论、风格学等方面的著作和论文也是高名凯先生翻译的，如契科巴瓦的《语言学概论》。除此之外他还写了一些介绍美国结构主义语言学等西方语言理论和西方语言学家的文章，这对国内大多数不能直接阅读国外语言学文献的读者来说是受益非浅，而对培养年轻一代语言学家来说也发挥了重要作用。