正如西方哲学的创始人泰勒斯所说，哲学的意义在于“不将自己交给一个简单的信仰，而是不间断地探索本原”，汤用彤先生一生都在为此孜孜以求。其学术探索主要集中在印度哲学、中国佛教和魏晋玄学等领域，而尤以中国佛教史的学术成就最为突出。 佛学领域汤用彤在中国佛教方面最著名的成果就是出版了《汉魏两晋南北朝佛教史》一书。其《跋》中自云：“十余年来，教学南北，常以中国佛教史授学者，讲义积年，汇成卷铁”。但他每次讲课都要对原来的讲义作出修改。从20年代初就开始撰写，20年代末完成初稿，30年代又全部修改和补充了一次，再花了近四年的时间才完成。其原因正如他对钱穆先生所说，总是心感不满。直到芦沟桥事变，由于担心手稿遗失，才考虑将其中一部交付出版。因此本书于1938年由商务印书馆印行。这部著作，开辟了中国佛教史研究的新纪元，受到学术界的广泛称赞。胡适在校阅该书稿本第一册时，称赞此书极好，“锡予训练极精，工具也好，方法又细密，故此书为最有权威之作”。贺麟评论现代中国哲学亦有云：“汤用彤得到西洋人治哲学史的方法，再参以乾嘉诸老的考证方法。所以他采取蔡勒尔（ze11er）治希腊哲学史一书的方法．所著《汉魏两晋南北朝佛教史》一书，材料丰富方法严谨，考证方面的新发现，义理方面的新解释，均胜过别人。”抗战期间，此书与陈寅格的《唐代政治史述论稿》同获前政府教育部学术研究评奖哲学类一等奖。 汤用彤通晓梵语、巴利语等多种外国语文，熟悉中国哲学、印度哲学、西方哲学，毕生致力于中国佛教史、魏晋玄学和印度哲学的研究。所著《汉魏两晋南北朝佛教史》、《隋唐佛教史稿》，用科学方法系统地阐述了佛教从印度传入到唐朝时期的历史发展过程及其特点、佛学思想与中国传统思想的相互关系；详细地考察了中国佛教各个学派、宗派的兴起和衰落过程及其原委。他对中国佛教史料中关于佛教传入汉族地区的时间、重大的佛教历史事件、佛经的传译、重要的论著、著名僧人的生平、宗派与学派的关系、佛教与政治的关系等等都作了谨严的考证和解释。由于他对佛教有系统的研究，因而对印度哲学发展过程也有深入、全面的了解，他在《印度哲学史略》中采录了中国所保存的不少重要史料，并作了考证和评价，其学术成就获得中外有关学者的一致好评。 印度哲学汤用彤回国后在各大学一直讲授印度哲学，1929年编成讲义，1945年修改后以《印度哲学史略》为书名，由重庆独立出版社印行。这是用现代科学方法研究印度哲学史的一部极重要的著作，其内容恰为他研究中国佛教史提供了必要和丰富的印度历史知识。此外还有遗稿两部：《汉文佛经中的印度哲学史料》和《汉文印度佛教史料选编》。前一部由商务印书馆即将出版。印度古代哲学相当丰富，但资料多已失散。公元一世纪后佛教传人中国，以后译经不断，其数量之多和时间之长是少有的，特别是中国所译佛经大部分都保存下来。这些史料多为欧美学者所未见，却使汤用彤的印度哲学研究具有自己的特色。 魏晋玄学汤用彤认为外来佛教在中国之流传，先是依托汉代流行的道术，而为佛道；近而又附属于魏晋玄学，而为“佛玄”；至南北朝后期佛教经论讲习之风大盛，到隋唐出现了中国式的佛教。由于佛教同玄学的历史联系，在西南联大期间，他一度对玄学用力较多，并想“采取文德尔班（Windelband）写西洋哲学史的方法，以问题为中心，写一部《魏晋玄学》”。当时生活极不安定，自然难以完成，但发表了许多有创见的论文，勾画出了魏晋玄学演变的比较可信的轮廓，对许多玄学问题进行了深入的分析。由于佛、道二教长期争执，汤用彤在研究佛教史时还注意了道教史的有关问题。并在西南联大期间指导王明研究道教。王明的《（太平经）合校》，后来成为研究道教的必读资料。 专著1、《汉魏两晋南北朝佛教史》，商务印书馆，1938年；中华书局，1955年，1963年，1983年，1988年；台北弥勤出版社，1982年。2、《魏晋玄学论稿》，人民出版社，1957年；中华书局，1962年，1983年；台北育民出版社，1980年，收入《玄学·文化·佛教》。3、《印度哲学史略》，重庆独立出版社，1945年；中华书局，1960年，1988年。4、《隋唐佛教史稿》，中华书局，1982年。 文集1、《往日杂稿》，中华书局，1962年。2、《汤用彤学术论文集》，中华书局，1983年。3、《理学·佛学·玄学》，北京大学出版社，1991年。 纂著1、《高僧传》校注，中华书局，1992年。2、《汉文佛经中的印度哲学史料》，商务印书馆，1994年。论文（本栏按年代罗列）1914年《理学谵言》，《清华周刊》第13-29期。《孤嫠泣》，《清华周刊》第13、15、16期。《理论之功用》，《清华周刊》第15期。《新不朽论》，《清华周刊》第20期。《植物之心理》，《清华周刊》第27-29期。1915年《快乐与痛苦》，《清华周刊》第30、31期。1916年《谈助》，《清华周刊》第65、66、68、70期。《说衣食》有四篇短评，《清华周刊》第75期。1922年《评近人之文化研究》，《学衡》第12期。1923年《叔本华之天才主义》，《文哲学报》第3期。《释迦进代之外道》，《内学》（支那内学院年刊）第1辑。1924年《佛教上座部九心轮略释》，《学衡》第26期。《印度哲学之起源》，《学衡》第30期。1925年《释迦时代之外道》，《学衡》第39期。1928年《南传念安般经译解》，《内学》第4辑。《与胡适论禅宗史书》，《胡适文存》第3集。1930年《读慧皎〈高僧传〉札记》,《史学杂志》第2卷第4期。1931年《唐贤首国师墨宝跋》，《史学杂志》第2卷第5期。《矢吹庆辉〈三阶教之研究〉》，《史学杂志》第2卷第5期。《摄山之三论宗史略考》，《史学杂志》第2卷第6期。《唐太宗与佛教》，《学衡》第75期。1932年《竺道生与涅槃学》，《国学季刊》3卷1号。1933年《释道安时代之般若学述略》，《哲学论丛》。1934年《评〈唐中期净土教〉》，《大公报》3月17日。《王维诚〈老子化胡说考证〉审查书》，《国学季刊》4卷2号。1935年《读〈太平经〉书所见，《国学季刊》5卷1号。《释法瑶》，《国学季刊》5卷4号。1936年《The Editions of t-he SSǔ-Shin-ˇErh-chang-ching》（Transla-tion by J R Ware），《Harvard journal of Asiatic studies》volume I number I《汉魏佛教的两大系统》（哲学年会报告摘要），《哲学评论》第7卷第1期。《关于〈肇论〉》（哲学年会报告摘要），《哲学评论》第7卷第2期。1937年《中国佛教史零篇》，《燕京学报》第22期。《大林书评》：《评〈考证法显传〉》，《唐贤首国师墨宝跋》，《矢吹庆辉〈三阶教之研究〉跋》,《微妙声》第3期。《大林书评》：《评日译<梁高僧传>》，《评〈小乘佛教概述〉》，《微妙声》第8期。1939年《读〈人物志〉》，昆明《益世报》读书双周刊第119期至121期。1940年《读刘劭〈人物志〉》，《图书季刊》第2卷1期。《魏晋玄学研究两篇：〈魏晋玄学流别略论〉〈向郭义之庄周与孔子〉》《国立北京大学四十周年纪念论文集》。1942年《王弼大衍义略释》，《清华学报》第13卷第2期。1943年《文化思想之冲突与调和》，《学术季刊》第1卷第2期。《王弼圣人有情义》，《学术季刊》第1卷第3期。《王弼之〈周易〉〈论语〉新义》，《图书季刊》新4卷1、2合刊。《向郭义之庄周与孔子》，《哲学评论》第8卷第4期。1944年《隋唐佛教之特点》，《图书月刊》第3卷第3、4期。1946年《谢灵运〈辨宗论〉书后》，天津《大公报》10月23日《文史周刊》第2期。1947年《Wang pi’s new interpretation of the I Ching and Lun-Yü》(Translation and Notes by walter Liebenthal ),《Harvard journal of Asiatic studes》voiwme 10 number 1961年《康复札记四则·“妖贼”李弘·云中音诵新科之诚·何谓“俗讲”》、《佛与菩萨》，《新建设》6月号。《针灸·印度古医书》，《新建设》7月号。《谈一点佛书的“音义”》，《光明日报》10月19日。1962年《论中国佛教无“十宗”》，《哲学研究》第3期。《关于慧深》，《文汇报》10月14日。《从一切道经说到武则天》，《光明日报》11月21日。1963年《给巨赞的信（关于东汉佛教的几个问题的讨论）》，《现代佛学》第2期。《中国佛教宗派补论》，《北京大学人文科学学报》第5期。1964年《读〈道藏〉札记》，《历史研究》第3期。1980年《魏晋玄学与文学理论》，《中国哲学史研究》第1期。《贵无之学（下）——道安与张湛》，《哲学研究》第7期。《〈高僧传初集〉按语选录》，《文献》第1辑。《隋唐佛教史稿》（一），《中国哲学》第3辑。《隋唐佛教史稿》（续一），《中国哲学》第4辑。1981年《五代宋元明佛教事略》，《中国哲学》第5辑。《隋唐佛教史稿》（三），《中国哲学》第6辑。1982年《隋唐佛教史稿》（四），《中国哲学》第7辑。译作《亚里士多德哲学大纲》（译Edwin Waddace:Outlies of philo-sophy of Aristotle），《学衡》第17、19期，1923年。《希腊之宗教》（译W R Inge: The Legacy of Greece[1]Reli-gion ），《学衡》第24期，1923年。
