《日知录》是顾炎武的代表作，书名取自《论语》：“日知其所亡，月无忘其所能，可谓好学也已矣！”这部著作共32卷，以“明道”“救世”为宗旨，内容包括经学、政治、经济、军事、艺文、天象、术数、历史、地理等，可以说是顾炎武一生治学的结晶。他的许多政治、经济和学术观点，都在这本书中得到较为系统的阐述。
顾炎武不单是一个伟大的爱国者，更是一个很有创见的杰出学者。在清代学术史上，他是一位继往开来的大学问家，也是中国古代思想史上占有重要地位的卓越的思想家。他的学风谨严健实，不拘成见，敢于创新，他的思想紧扣时代的脉搏，自始至终贯穿着一条爱国主义的主线。他的学术思想在当时和后世都产生了深远的影响。还在清初，顾炎武便以“身涉万里”而“名满天下”；以“行奇学博”而“负海内重望”。近代著名学者梁启超称颂他是“清学开山之祖”。直至今日，要研究中国文化思想，就不能不了解顾（炎武）、黄（宗羲）、王（夫之）三家。
顾炎武一生为学，始终抱定经世致用的宗旨，坚持主张：“君子之为学也，非利己而已也。有明道淑人之心，有拨乱反正之事，知天下之势之何以流极而至于此，则思起而有以救之。”他把著书立说看做是能移风易俗的百年大计。他不满当时存在于许多知识分子中间的空疏学风。这些人对日益严重的社会问题熟视无睹，置若罔闻，一心就想读书做官。针对这种学风，顾炎武提倡“博学于文，行己有耻”的为学之道。
顾炎武的伟大，更在于他的启蒙思想，他对封建王权提出了质疑，为近代民主思想埋下了伏笔。通过研究和总结中国历史，特别是明末政治，他终于把仅仅忠于一个王朝的“保国”和忠于整个国家民族的“保天下”区别开来，明确提出了“保天下者，匹夫之贱与有责焉”的重大论断，从而突破了狭隘的封建忠君思想，初步形成了不同于封建专制主义“朕即国家”观念的民主思想。正是这种思想上的进步，使顾炎武的爱国主义思想提高到前人所未达到的更高层次。
顾炎武批判宋明理学的空谈，提倡经世致用的实学。
他认为，明代理学统治地位的确立和阳明心学的泛滥，使学风的空疏发展达到极致，此为造成明朝灭亡的主要原因。因此，他对宋明理学，尤其是阳明心学，展开猛烈批判。他指出，经学即理学，理学家们言心言性，是“夫子之所罕言”，是完全与儒学传统相悖谬的。它造成了“不习六艺之文，不考百王之典，不综当代之务”，“以明心见性之空言，代修己治人之实学”的空疏学风，直接导致了“神州荡覆，宗社丘墟”的亡国惨祸。针对明末空言心性、束书不观的空虚之学，顾炎武竭力提倡经世致用之学，主张“明道救世”。他的学术活动也全然围绕着经世致用这一宗旨展开，“凡文之不关六经之旨，当世之务者，一切不为”。他的代表作《日知录》上篇经术，中篇治道，下篇博闻，“意在拨乱涤污，法古用夏”。其《天下郡国利病书》《肇域志》等也都是“感四国之多虞，耻经生之寡术”的作品。由于顾炎武为学一生以“当世之务”为念，因此，对天文、地理、九经、诸史、河漕、兵工、山岳、风俗、吏治、财赋、典礼、制度、文物，莫不加以精究。“综贯百家，上下千载，详考其得失之故，而断之于心，笔之于书，朝章国典，民风士俗，原原本本，无不洞悉。”成为经世之学的一代宗师。
顾炎武主张限制君权“独治”，提倡农工商皆本。
在批判封建专制制度方面，顾炎武虽不及黄宗羲那样尖锐、深刻，但同样强烈反对君主独裁，主张实行“众治”。他认为，中国幅员辽阔，政事万端，“固非一人之所以能操也”。然而，专制君主出于“专大利”的自私目的，“尽天下一切之权，而收之在上”，从而导致了政治腐败，民众疾苦，国家穷困。因此，他主张“人君之于天下，不能以独治”。在他看来，限制君主专制独裁的最好办法乃是“众治”，即地方分权，为此，他提出了“寓封建于郡县之中”的著名论断。并一再倡导建乡评、存清议，对君主专制进行舆论监督。这些思想带有民主启蒙的性质。
顾炎武生长在商品经济比较发达的江南，对工商业的重要性有一定的认识，所以能够突破传统的“农本商末”思想，主张农工商皆本，发展工商业。据章太炎记载，顾炎武本人十分善于经商理财。山西的票号，就是顾炎武和傅山共同创办的，其中的经营章程，是顾炎武一手制订。后来的经营者，遵照他的章程理财，山西票号遂发展成为清朝二百年的金融中心。
顾炎武在山西曲沃病逝后，养子顾衍生扶柩归里，将之安葬在祖茔。在外漂泊25年之久的顾炎武终于安息在自己的生身之地。