1、《本草纲目》在药物分类上改变了原有上、中、下三品分类法，采取了“析族区类，振纲分目”的科学分类。它把药物分矿物药、植物闲套榱脲药、动物药。又将矿物药分为金部、玉部、石部、卤部四部。植物药一类，根据植物的性能、形态、及其生长的环境，区别为草部、谷部、菜部、果部、木部等5部；草部又分为山草、芳草、醒草、毒草、水草、蔓草、石草等小类。动物一类，按低级向高级进化的顺序排列为虫部、鳞部、介部、禽部、兽部、人部等6部。还有服器部。这种分类法，已经过渡到按自然演化的系统来进行了。从无机到有机，从简单到复杂，从低级到高级，这种分类法在当时是十分先进的。尤其对植物的科学分类，要比瑞典的分类学家林奈早二百年。
2、《本草纲目》不仅在药物学方面有巨大成就，在化学、地质、天文等方面，都有突出贡献。它在化学史上，较早地记载了纯金属、金属、金属氯化物、硫化物等一系列的化学反应。同时又记载了蒸馏、结晶、升华、沉淀、干燥等现代化学中应用的一些操作方法。李时珍还指出，月球和地球一样，都是具有山河的天体，“窃谓月乃阴魂，其中婆娑者，山河之影尔”。
3、《本草纲目》纠正了前人的许多错误之处，如南星与虎掌，本来是同一种药物，过去却误认为两种药物；以前葳蕤、女萎认为是同药，李氏经过鉴别则确认为两种；苏颂在《图经本草》将天花、括楼分为两处，其实是同一种植物；前人误认“马精入地变为锁阳”、“草子可以变鱼”，一一予以纠正之。并且在本书中还加入了许多新的药物。对某些药物的疗效，李时珍还通过自己的经验作了进一步的描述。
4、本书还载叙了大量宝贵的医学资料，除去大量附方、验方及治验病案外，还有一些有用的医学史料。
