《水经注疏》博采群籍，相互参证，对前人之失多所指正。疏文中屡有“失考”、“失误”、“郦所见之图籍有误”等语，态度明确。如《水经注·江水三》：“北对举口，仲雍作‘莒’字，得其音而忘其字，非也。”杨守敬指出：“梁玉绳《瞥记》：‘定四年，柏举之战，《左》《谷》作“举”，《公羊》作“莒”’，盖古以音同通借。郦氏谓仲雍作‘莒’为非，失考。”
在《水经注疏》中，“凡郦氏所引之书，皆著出典。”（《水经注疏要删·自序》）如《水经注·江水二》：“自三峡七百里中，两岸连山，略无阙处……猿鸣三声泪沾裳”一段文字是对长江三峡生动逼真的描述，精彩绝伦，历来为古今文人学士所传诵，一般认为是郦道元本人所撰写。《疏》文则指出：“自三峡七百里”句至“泪沾裳”句共一百八十多字，引自盛弘之的《荆州记》，引文见《太平御览》卷五十三。
《水经注疏》使中国沿革地理学达到高峰，是郦学史上的一座丰碑。它将郦学所引之书，皆注出典。所叙之水，皆详其迁流。集当时研究郦学及地理各家之长于一书，正误纠缪；旁征博列，疏图互证。它既是史地学的，也是水利学的，农学的，民俗学的和文学的巨著。全书40卷200余万字，论述河流3000余条。
藏书
杨守敬自幼嗜书，却学优而未能仕。杨守敬二十四岁中举，至光绪十二年四十八岁，曾先后七试进士，终因时运不济而落榜。尽管如此，每次入京赴考期间，他都乘机遍游京师书肆，广泛搜罗古书和碑版文字，由此奠定了他的目录版本学和金石考据学的基础。
光绪六年三月，杨守敬第六次会试不中，无奈之下，遂于是年夏天应使日大臣何如璋之招请，作为使馆随员出使日本。当时，日本正值维新之际，提倡新学，摒弃旧学，古典汉籍更是被看作落后的象征而随意抛掷。於是杨守敬得以大量购进许多国内已散佚的善本秘籍。杨守敬还认识了一位名叫森立之的日本医生，森立之同时也是一位藏书家。杨守敬在森立之处看到他所摹写的善本书影数册，爱不释手，森立之见杨守敬如此宝爱，慨然举赠，杨守敬则从中得到启发，补以在日本所访得的宋元秘本的样张后刻版行世，名曰《留真谱》，从而开创了古籍版本学上有划时代意义的书影先河。森立之又送给杨守敬一本《经籍访古志》，此后，杨守敬按目访问，更为便利，仅一年时间，竟购求到三万多卷古书。若干年后，日人觉悟，懊悔非常而无奈何。撰有《日本访书志》15卷，是一部知见书录，每书有解题，是近代一部重要的目录学著作。
一年后，黎庶昌接替何如璋为驻日公使。黎庶昌（1837--1897）号纯斋，贵州遵义人，光绪中曾两度出任驻日使臣。黎庶昌也是一位好古之士，当他听说杨守敬在日本访得许多国内已失传的古书后，很受感动，遂委托杨守敬在搜访古籍的基础上刻印《古逸丛书》，於是杨守敬愈发热心访古。杨守敬本来就能书善画，去日本时，曾带去了汉、魏、六朝、隋、唐的碑贴一万三千多册，利用这些碑贴，杨守敬不仅向日本广泛传播了中国的书法艺术，被誉为"近代日本书道之父"，还以此换回了许多用金钱所无法买到的珍本。光绪八年至十年，杨守敬协助黎庶昌刻成《古逸丛书》，共二十六种，计二百卷，多为当时国内已失传的秘本。
光绪十年，杨守敬尽载其在日本访得之书回国，并於光绪十四年在湖北黄州（今黄冈市）筑园藏书，租屋10数间，因和当年苏东坡在赤壁的“雪堂”相邻，遂建藏书楼名“邻苏园”，以其与苏东坡旧居相邻故也。光绪二十九年，杨守敬在武昌建成观海堂，并移书於武昌，自称其有书数十万余卷。辛亥革命时，杨守敬避居於上海，但其书未及运出，当时，都督黎元洪应日本驻汉口领事寺西秀武之请求，发出了保护杨守敬藏书的启示："照得文明各国，凡於该国之典章图籍，罔不极意保存，以为国家光荣。兹查杨绅守敬，藏古书数十万卷，凡中国同胞，均应竭力保护。如敢有意图损毁及盗窃者，一经查觉，立即拿问治罪。杨绅系笃学老成之士，同胞咸当敬爱，共尽保护之责，以存古籍而重乡贤。
版本目录学
杨守敬对目录学有精研，编有《邻苏园书目》著录图书600余种，《观海堂书目》抄本6册，收书近5000种，著录多古抄本及古医书。1897年（光绪二十三年），杨守敬刊行了他在日本访书时所见的各种珍秘古籍的知见录《日本访书志》，在目录学有很大影响。1926年，藏书归于故宫博物院，何澄编有《故宫所藏观海堂书目》，著录有3000余种古籍；藏书现归于北京大学图书馆。1912年，将其藏书由武昌运抵上海，民国三年，杨守敬应聘为袁世凯顾问，藏书又转运至京师，去世后，大部分藏书相继出售给故宫博物院。留存武昌的少部分藏书归于湖北省图书馆。晚年在上海曾卖书自给，求书者颇多，尤以日本人为多。藏书印有“邻苏老人”、“惺吾审定”、“杨惺吾日本访书之记”、“杨惺吾东瀛所得秘籍”、“星吾海外访得秘籍”等。
个人著作
杨守敬最大的成就是舆地学，也即历史地理学。著作甚多，代表作《水经注疏》、《历代舆地沿革图》2301幅，军用图《历代舆地沿革险要图》71幅，绘有《水经注图》304幅，以及《隋书经籍志补正》、《晦明轩稿》、《汉书地理志补校》等20多部。世人评价最高、最多是《水经注疏》，清朝学者罗振玉将其为代表的历史地理学与光绪时李善兰的算学，王念孙、段玉裁的小学并誉为当朝的三大绝学。毛泽东在世时，曾提议出版杨守敬的《历代舆地沿革图》。《水经注疏》使中国沿革地理学达到高峰，是郦学史上的一座丰碑。它将郦学所引之书，皆注出典；所叙之水，皆详其迁流。集当时研究郦学及地理各家之长于一书，正误纠缪；旁征博列，疏图互证。它既是史地学的，也是水利学的，农学的，民俗学的和文学的巨著。全书40卷200余万字，论述河流3000余条。且纠正了前人错误多。其纠错二法：一是金石考证，对照实物用事实说话验证。二是实地踏勘，亲身亲历。如清江（古称夷水）的发源问题。《水经》载：“夷水，出巴郡鱼复县。”《水经注》也以错传错，郦道元在未到实地考证情况下也认为其源在鱼复县（今奉节）长江。即清江上游源头与长江相通，再流到宜都入长江。杨守敬经实地踏勘，认为清江源出利川。三是杨守敬在治理学问时，时刻与服务现实结合，他在《水经注》中即提出了重视植被、植树造林，防止水土流失的思想。他认为古代长江两岸均有树木，近代砍伐将尽、居民不知种树，时间长了会造成水土流失，堵塞河道，造成洪水。四是他首开彩色套印地图之先河。杨氏之前地图，一般为单色（黑色）清绘，杨守敬在研究《水经注图》等时，为便于区别正误，便引进红色而朱墨套印。
人物评价
《清史稿·列传》：杨守敬，其学通博，精舆地，用力于水经尤勤；通训诂，考证金石文字，能书摹钟鼎至精；工俪体，为箴铭之属，古奥耸拔，文如其人；以举人官黄冈教谕，加中书衔，常游日本，为鄂学灵光者垂二十年。
中国著名语言学家、教育家、社会活动家许嘉璐：《水经注疏》为杨氏用力最勤成就最大之玺皇巨制，其于郦学可谓前无古人。
杨守敬《水经注疏》问世后，国学大师汪辟疆《明清两代整理〈水经注〉之总成绩》：抉择精审，包孕宏富。前修是者，片长必录，非者必严加绳正，至于期当；其引而未申者，稽考不厌其详。故精语络绎，神智焕发，真集向来治郦《注》之大成也。
郦学家地理学派创始人之一熊会贞：传世书法古茂，直逼汉魏，盖世无双。
杨守敬研究会会长陈上岷：熔汉铸唐，兼有分隶引楷之长，在清代末期，真可以说是继往开来，独拔艺林。
方志学家、当代学者朱士嘉：迄于清末，杨惺吾先生崛起楚北，竭数十年精力于此，集诸家之大成，盖近百年来治历史地理者无能出其古焉。 …
