《本草纲目》改进了中国传统的分类方法，格式比较统一，叙述也比较科学和精密，例如：把广义的“虫”药扩充到106种，其中昆虫药为73种，分为“卵生”、“化生”和“湿生”三类。对动物和植物的分类学的发展具有很大意义。
《本草纲目》纠正了前人的许多错误之处，如南星与虎掌，本来是同一种药物，过去却误认为两种药物；以前葳蕤、女萎认为是同药，李氏经过鉴别则确认为两种；苏颂在《图经本草》将天花、括楼分为两处，其实是同一种植物；前人误认“马精入地变为锁阳”、“草子可以变鱼”，一一予以纠正之。并且在本书中还加入了许多新的药物。对某些药物的疗效，李时珍还通过自己的经验作了进一步的描述。本书还载叙了大量宝贵的医学资料，除去大量附方、验方及治验病案外，还有一些有用的医学史料。
本书不仅是一部药物学著作，还是一部具有世界性影响的博物学著作，书中涉及的内容极为广泛，在生物、化学、天文、地理、地质、采矿乃至于历史方面都有一定的贡献。
《本草纲目》乃是一部集十六世纪以前中国本草学大成的著作，书中所收集的资料广博，“上至坟典，下至传奇，凡有相关，靡不收集”，因此书中不免有些内容与现代的认识不符，甚至有些可能具有迷信的色彩，例如，铅粉辛寒无毒，现代则认为有剧毒的；又如其中人部收录的孝子衣帽、寡妇床头灰、草鞋、男阴毛治蛇咬、女阴毛治“五淋、阴阳易病”、人魄（人吊死后的魂魄）镇惊吓、人肉疗羸瘵（割股疗亲）、人中黄（人粪）治呕血、梁上尘治昏厥等皆可入药。这部分李时珍大多引用《辍耕录》、《本草拾遗》的说法，采以姑妄信之“凡经人用者，皆不可遗”的态度。另外李时珍并驳斥陈藏器的《本草拾遗》，认为吃人肉疗羸瘵是错误的。不过也正由于巨细靡遗的收录，使得一些已散佚的古代医书及本草借由纲目而保存下来。
