季羡林的学术研究，用他自己的话说是：“梵学、佛学、吐火罗文研究并举，中国文学、比较文学、文艺理论研究齐飞”。综合北京大学东方学系张光麟教授和令恪先生所述，季羡林的学术成就大略包括在以下10个方面：
1、印度古代语言研究：博士论文《〈大事〉渴陀中限定动词的变化》、《中世印度语言中语尾-am，向-o和-u的转化》、《使用不定过去式作为确定佛典的年代与来源的标准》等论文，在当时该研究领域内有开拓性贡献。
2、佛教史研究：他是国内外为数很少的真正能运用原始佛典进行研究的佛教学学者，把研究印度中世语言的变化规律和研究佛教历史结合起来，寻出主要佛教经典的产生、演变、流传过程，借以确定佛教重要派别的产生、流传过程。
3、吐火罗语研究：早期代表作《〈福力太子因缘经〉吐火罗语诸本诸平行译本》，为吐火罗语的语意研究开创了一个成功的方法，1948年起即对新疆博物馆藏吐火罗剧本《弥勒会见记》进行译释，1980年又就70年代新疆吐鲁番地区新发现的吐火罗语《弥勒会见记》发表研究论文多篇，打破了“吐火罗文发现在中国，而研究在国外”的欺人之谈。
4、中印文化交流史研究：《中国纸和造纸法输入印度的时间和地点问题》《中国蚕丝输入印度问题的初步研究》等文，以及《西游记》有些成分来源于印度的论证，说明中印文化“互相学习，各有创新，交光互影，相互渗透”。
5、中外文化交流史研究：80年代主编《大唐西域记校注》《大唐西域记今译》，并撰10万字的《校注前言》，是国内数十年来西域史研究的重要成果，而1996年完成的《糖史》更展示了古代中国、印度、波斯、阿拉伯、埃及、东南亚，以及欧、美、非三洲和这些地区文化交流的历史画卷，有重要的历史和现实意义。
6、翻译介绍印度文学作品及印度文学研究：《罗摩衍那》是即度两大古代史诗之一，2万余颂，译成汉语有9万余行，季羡林经过10年坚韧不拔的努力终于译毕，是我国翻译史上的空前盛事。
7、比较文学研究：80年代初，首先倡导恢复比较文学研究，号召建立比较文学的中国学派，为我国比较文学的复兴，作出了巨大贡献。
8、东方文化研究：从80年代后期开始，极力倡导东方文化研究，主编大型文化丛书《东方文化集成》，约500余，800余册，预计15年完成。
9、保存和抢救祖国古代典籍：90年代，担任《四库全书存目丛书》、《传世藏书》两部巨型丛书的总编纂。
10、散文创作：从17岁写散文起，几十年笔耕不辍，已有80余万字之多，钟敬文在庆贺季羡林88岁米寿时说：“文学的最高境界是朴素，季先生的作品就达到了这个境界。他朴素，是因为他真诚。”“我爱先生文品好，如同野老话家常。”[3]