1552年，李時(shí)珍開(kāi)始搜集材料，為編著《本草綱目》作準(zhǔn)備。李時(shí)珍編著《本草綱目》，以宋代唐慎微《證類本草》為藍(lán)本，集唐、宋諸家本草之精萃，益金、元、明各家藥藉之不足、繼承我國(guó)本草研究的傳統(tǒng)，獨(dú)辟蹊徑，把本草學(xué)推向一個(gè)新的高峰。

    李時(shí)珍的學(xué)術(shù)思想和研究方法很有特色，達(dá)到一個(gè)新水平。他在新的歷史條件下，以自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，改善了古代科學(xué)方法，積累了科學(xué)研究的新經(jīng)驗(yàn)。李時(shí)珍成功地運(yùn)用了觀察和實(shí)驗(yàn)、比較和分類、分析和綜合、批判繼承和歷史考證方法。

    觀察和試驗(yàn)是本草藥研究的基本方法。李時(shí)珍對(duì)藥物采用親自采集、仔細(xì)觀察，以得其真的方法，獲得很大成功。分類是科學(xué)研究的重要任務(wù)，分類使藥物研究體系化，關(guān)鍵還是如何確立分類的標(biāo)準(zhǔn)。李時(shí)珍打破本草學(xué)沿用已久的上中下三品分類法，建立了三界十六部分類法，使分類體系更為科學(xué)化。

    除三界十六部分類法，他還在陶弘景主治藥分類法基礎(chǔ)上，建立了更完善的百病主治藥分類法，創(chuàng)立了藥物歸經(jīng)分類法。

    李時(shí)珍為弄清每味藥物，提出釋名、集解、辨疑、正誤、修治、氣味、主治、發(fā)明、附方八項(xiàng)任務(wù)，這八項(xiàng)不是每味藥全有，有的五項(xiàng)、六項(xiàng)不等。實(shí)際上是對(duì)每味藥既作出系統(tǒng)分析，又進(jìn)行了全面綜合，而在分析基礎(chǔ)上，又作了高度概括和綜合。

    批判繼承和調(diào)查研究是李時(shí)珍研究的重要方法。他研究每味藥，總是先參考諸家本草，考核諸家異同，用自己觀察試驗(yàn)結(jié)果，加以參證：《本草經(jīng)》中只載枸杞之名，未言明藥用部位；《名醫(yī)別錄》指出根大寒，子微寒；《藥性論》謂枸杞甘平、子、葉皆同，《本草衍義》說(shuō)枸杞是梗皮，李時(shí)珍說(shuō)：“竊謂枸杞：苗、葉，味苦甘而氣涼；根，味淡氣寒；子，味甘氣平，氣味既殊，則功用當(dāng)別。此后人發(fā)前人未到之處也”。李時(shí)珍經(jīng)過(guò)研究，在批判繼承的基礎(chǔ)上，推陳出新，“發(fā)前人未到之處”，這種精神，貫穿于他的全部研究活動(dòng)中。

    李時(shí)珍躬親實(shí)踐，廣泛向勞動(dòng)人民學(xué)習(xí)，注意調(diào)查研究，是他又一重要研究方法。薟一藥，眾說(shuō)紛壇，有謂似酸漿，有說(shuō)為蒼耳，有曰即地菘；李時(shí)珍經(jīng)過(guò)廣泛征詢，聚諸草諦視，得出薟即豬膏母之確論，他從京師還，見(jiàn)車夫用旋復(fù)花治跌打損傷，遂肯定其益氣續(xù)筋，補(bǔ)勞損之功。鄰家小兒食積，偶取羊食之，歸而大吐愈，李時(shí)珍因此首載此品種入本草。他從獵戶口中知虎骨強(qiáng)志壯神之功能；從菜農(nóng)處明確蕓苔即油菜，從工人處學(xué)得防止采礦中毒之法，山人、漁翁、農(nóng)夫、皮匠、獵戶，都是他的老師，使他從調(diào)查研究中獲益非淺。

    歷史考證方法是李時(shí)珍常用的科學(xué)方法。通過(guò)文獻(xiàn)考柬，《本草綱目》中記載了來(lái)自天竺、大食、南洋、胡人、蕃人及由梵文、佛經(jīng)中得到的醫(yī)藥知識(shí)。經(jīng)過(guò)歷史考證，指出“按《本經(jīng)》胡麻亦名巨勝，《抱樸子》云，巨勝一名胡麻，以黃麻于及大藜子偽為胡麻，誤而又誤矣，不可不辨”。

    李時(shí)珍主張人定勝天，