张伯端的内丹学说主张以内丹为修仙途径，而以“性命双修”为其内炼大旨。认为以人体为鼎炉，以精气为药物，以神为火候，通过内炼，使精气凝聚不散，结成金丹。同时，他继承陈抟内丹修炼的系统方法，将炼养分成四个阶段进行，即：筑基、炼精化气、炼气化神、炼神还虚。
张伯端虽然认为道、儒、释“教虽分三，道乃归一”，但与全真不同，他主张先修命、后修性，尤其推崇佛教禅宗“明性”境界。《佛祖统记》说他“尝遍参禅门，大有省发”，他自己亦声称“仆得达磨、六祖最上一乘之妙旨，可因一言而悟万法”。
张伯端认为：“老氏以炼养为真，若得其要枢，则立跻圣位；如其未明本性，则犹滞于幻形”。因此，他将道教炼形气作为修命，以禅宗“明心见性”、“顿悟圆通”释内丹“炼神返虚”之境为修性，主张：“先以神仙命脉诱其修炼，次以诸佛妙用广其神通，终以真如觉性遣其幻妄，而归于究竟空寂之本源”。
在修行上，张伯端反对形式上的出家离俗，隐避山林。而主张“大隐隐于市”，他似乎也无意建立教团。他本人就不是出家的道士。南宗直至五祖白玉蟾，始开始有云游道士，也组织了南宗自己的教团组织。
他于北宋熙宁年间撰写的《悟真篇》，该书是最重要的炼丹理论及实践著作之一。全书宗承传统内丹学说，说明内丹炼养的根本原理就是归根返本，逆炼归元，并描绘内丹修炼的全过程及阐发丹经要点、修炼内丹的方法。《四库全书总目提要》谓：“是书专明金丹之要，与魏伯阳《参同契》，道家并推为正宗”。
张伯端在世时并没有亲自创建学派或教派，但在其身后形成了一个庞大的宗派。按张伯端传石泰、石泰传薛道光、薛道光传陈楠、陈楠传白玉蟾。辗转授受至白玉蟾，渐壮大为以《悟真篇》为理论经典的重要内丹流派。称为“金丹南宗”，由于张伯端号“紫阳”，故南宗也称为“紫阳派”，与全真道并列金丹南北宗。张伯端、石泰、薛道光、陈楠、白玉蟾，也被尊为“南宗五祖”。
张伯端著成《悟真篇》后，为寻找传人，遂发生了“三传非人，三遭祸患。”此时，他主要活动于秦岭西段一带。在此期间，他的传道活动受到了非难，可能是他身为儒者而四处传道，且所传“非人”（为行不法之事者），因此惹恼了当地太守，因而再一次被流放。途中在酒肆恰逢石泰，经说情得获释。张伯端为报此恩，乃将内丹之术尽授与石。
回顾张氏“历经风尘近百年”的传奇人生：少时屡试不第，后来两次为官，两次充军，三出天台，三传非人……张氏历尽沧桑，一心抱着“度人为重”的宗旨，以常人难以想象的经历，孜孜不倦地求得大道，世世相传。