《日知錄》是顧炎武的代表作，書名取自《論語》：“日知其所亡，月無忘其所能，可謂好學也已矣！”這部著作共32卷，以“明道”“救世”為宗旨，內容包括經學、政治、經濟、軍事、藝文、天象、術數、曆史、地理等，可以說是顧炎武一生治學的結晶。他的許多政治、經濟和學術觀點，都在這本書中得到較為係統的闡述。
顧炎武不單是一個偉大的愛國者，更是一個很有創見的傑出學者。在清代學術史上，他是一位繼往開來的大學問家，也是中國古代思想史上占有重要地位的卓越的思想家。他的學風謹嚴健實，不拘成見，敢於創新，他的思想緊扣時代的脈搏，自始至終貫穿著一條愛國主義的主線。他的學術思想在當時和後世都產生了深遠的影響。還在清初，顧炎武便以“身涉萬裏”而“名滿天下”；以“行奇學博”而“負海內重望”。近代著名學者梁啟超稱頌他是“清學開山之祖”。直至今日，要研究中國文化思想，就不能不了解顧（炎武）、黃（宗羲）、王（夫之）三家。
顧炎武一生為學，始終抱定經世致用的宗旨，堅持主張：“君子之為學也，非利己而已也。有明道淑人之心，有撥亂反正之事，知天下之勢之何以流極而至於此，則思起而有以救之。”他把著書立說看做是能移風易俗的百年大計。他不滿當時存在於許多知識分子中間的空疏學風。這些人對日益嚴重的社會問題熟視無睹，置若罔聞，一心就想讀書做官。針對這種學風，顧炎武提倡“博學於文，行己有恥”的為學之道。
顧炎武的偉大，更在於他的啟蒙思想，他對封建王權提出了質疑，為近代民主思想埋下了伏筆。通過研究和總結中國曆史，特別是明末政治，他終於把僅僅忠於一個王朝的“保國”和忠於整個國家民族的“保天下”區別開來，明確提出了“保天下者，匹夫之賤與有責焉”的重大論斷，從而突破了狹隘的封建忠君思想，初步形成了不同於封建專製主義“朕即國家”觀念的民主思想。正是這種思想上的進步，使顧炎武的愛國主義思想提高到前人所未達到的更高層次。
顧炎武批判宋明理學的空談，提倡經世致用的實學。
他認為，明代理學統治地位的確立和陽明心學的泛濫，使學風的空疏發展達到極致，此為造成明朝滅亡的主要原因。因此，他對宋明理學，尤其是陽明心學，展開猛烈批判。他指出，經學即理學，理學家們言心言性，是“夫子之所罕言”，是完全與儒學傳統相悖謬的。它造成了“不習六藝之文，不考百王之典，不綜當代之務”，“以明心見性之空言，代修己治人之實學”的空疏學風，直接導致了“神州蕩覆，宗社丘墟”的亡國慘禍。針對明末空言心性、束書不觀的空虛之學，顧炎武竭力提倡經世致用之學，主張“明道救世”。他的學術活動也全然圍繞著經世致用這一宗旨展開，“凡文之不關六經之旨，當世之務者，一切不為”。他的代表作《日知錄》上篇經術，中篇治道，下篇博聞，“意在撥亂滌汙，法古用夏”。其《天下郡國利病書》《肇域誌》等也都是“感四國之多虞，恥經生之寡術”的作品。由於顧炎武為學一生以“當世之務”為念，因此，對天文、地理、九經、諸史、河漕、兵工、山嶽、風俗、吏治、財賦、典禮、製度、文物，莫不加以精究。“綜貫百家，上下千載，詳考其得失之故，而斷之於心，筆之於書，朝章國典，民風士俗，原原本本，無不洞悉。”成為經世之學的一代宗師。
顧炎武主張限製君權“獨治”，提倡農工商皆本。
在批判封建專製製度方麵，顧炎武雖不及黃宗羲那樣尖銳、深刻，但同樣強烈反對君主獨裁，主張實行“眾治”。他認為，中國幅員遼闊，政事萬端，“固非一人之所以能操也”。然而，專製君主出於“專大利”的自私目的，“盡天下一切之權，而收之在上”，從而導致了政治腐敗，民眾疾苦，國家窮困。因此，他主張“人君之於天下，不能以獨治”。在他看來，限製君主專製獨裁的最好辦法乃是“眾治”，即地方分權，為此，他提出了“寓封建於郡縣之中”的著名論斷。並一再倡導建鄉評、存清議，對君主專製進行輿論監督。這些思想帶有民主啟蒙的性質。
顧炎武生長在商品經濟比較發達的江南，對工商業的重要性有一定的認識，所以能夠突破傳統的“農本商末”思想，主張農工商皆本，發展工商業。據章太炎記載，顧炎武本人十分善於經商理財。山西的票號，就是顧炎武和傅山共同創辦的，其中的經營章程，是顧炎武一手製訂。後來的經營者，遵照他的章程理財，山西票號遂發展成為清朝二百年的金融中心。
顧炎武在山西曲沃病逝後，養子顧衍生扶柩歸裏，將之安葬在祖塋。在外漂泊25年之久的顧炎武終於安息在自己的生身之地。