《本草纲目》全书约192万字，收集药物1892种，载入药方11096年，附图1160幅，其规模超过过去任何一部本草书。同旧本草书相比，《本草纲目》新增药物374种，新增药方是旧本草书的4倍。
《本草纲目》共53卷。卷1—3概述本草历史和药性理论；卷3—4为“百病主治药”，以病原为纲罗列主治药，较前代以病名为纲又深化了一步；卷5—53分部别类论述名药，将189种药物分为水、火、土、金石、草、谷、菜、果、木、服器、虫、鳞、介、禽、兽、人等16部，有的部分若干类，如草部又分60类。每药标正各为纲，纲之下列目，纲目清晰。各药又分释名、集解、辨疑、修治、气味、主治、发明、附方和53解说。书中内容十分广泛，既是一部明以前集大成的药物学巨著，又是包含极为丰富的动、植、矿物及其他自然科学知识的博物学著作。
《本草纲目》的成就首先在于打破了以往的药物分类法(上、中下三品)，采取了“析族区类，振纲分目”的科学分类法。它把药物分为矿物药、植物药、动物药三大类。矿物药分金、玉、石、卤石四部；根据植物的性能、形态及生长环境，植物药分草、谷、菜、果、木五部；按照低级向高级进化的顺序，动物药分虫、鳞、介、禽、兽、人六部。部下面再分为不同的类，类下面又细分为不同的种，这种由无机到有机、由简单到复杂、由低级到高级的分类法在当时是相当先进的。尤其是对植物的分类法，要比西方植物分类学创始人林奈提出的类似的植物分类法早近二百年。
《本草纲目》不仅是一部药物学巨著，而且在化学、地质学、天文学等领域，也有所建树：在化学史上，《本草纲目》较早记载了纯金属、金属、金属氯化物、硫化物等一系列的化学反应以及蒸馏、结晶、升华、沉淀、干燥等现代化学操作方法；李时珍还正确指出，月球和地球一样，都是具有山河的天体，“窍谓月乃阴魂，其中婆娑者，山河之影尔。”
《本草纲目》系统总结了我国明代中期以前药物学的巨大成就，把古代医药科学水平提到一个崭新的高度。鲁迅先生说这部著作“实在极可宝贵”，“含有丰富的宝藏”，其中“大部分的药品的功用，却由历久的经验，这才能够知道到这程度”。
《本草纲目》对世界医药学的发展也做出了重要贡献。公元1606年，首先传人日本；1647年，波兰人将《本草纲目》中的植物部分摘译成拉丁文，取名《中国植物志》。此后又译成多种文字，影响遍及世界。西方称此书为“东方医学巨典”，并不为过。