《本草纲目》凡16部、52卷，约190万字。全书收纳诸家本草所收药物1518种，在前人基础上增收药物374种，合计1892种，其中植物1195种；共辑录古代药学家和民间单方11096则；书前附药物形态图1100余幅。这部伟大的著作，吸收了历代本草著作的精华，尽可能的纠正了以前的错误，补充了不足，并有很多重要发现和突破，是到16世纪为止中国最系统、最完整、最科学的一部医药学著作。
面对浩瀚的本草宝库，如何驾驭、操纵它便成为最关键的问题。可以说这是李时珍最大的贡献之一。他不仅解决了药物的方式、检索等问题，更重要的是体现了他对植物分类学方面的新见解，以及可贵的生物进化发展思想。李时珍打破了自《神农本草经》以来，沿袭了一千多年的上、中、下三品分类法，把药物分为水、火、土、金石、草、谷、莱、果、木、器服、虫、鳞、介、禽、兽、人共16部，包括60类。每药标正名为纲，纲之下列目，纲目清晰。书中还系统地记述了各种药物的知识。包括校正、释名、集解、正误、修治、气味、主治、发明、附录、附方等项，从药物的历史、形态到功能、方剂等，叙述甚详。尤其是“发明”这项，主要是李时珍对药物观察、研究以及实际应用的新发现、新经验，这就更加丰富了本草学的知识。
虽然《本草纲目》是一部药物学专著，但它同时还记载了与临床关系十分密切的许多内容。原书第三、四卷为“百病主治药”，记有113种病症的主治药物，其中第三卷外感和内伤杂病中，就包括有专门治疗伤寒热病、咳嗽、喘逆类的药物，第四卷则主要为五官、外、妇、儿科诸病，原书中还明确提出能治疗瘟疫的药物。
此外，《本草纲目》中收载各类附方11096首，涉及临床各科，包括内科、外科、妇科、儿科、五官科等，其中2900多首为旧方，其余皆为新方。治疗范围以常见病、多发病为主，所用剂型亦是丸散膏丹俱全，且许多方剂既具科学性，又有简便廉验之特点，极具实用性。
关于《本草纲目》这部书名的由来还有一段有趣的故事。公元1578年，年龄六旬的李时珍完成了《本草纲目》，只可惜尚未确定书名。一天，他出诊归来，习惯地坐在桌前。当他一眼看到昨天读过的《通鉴纲目》还摆放在案头时，突然心中一动，立即提起笔来，蘸饱了墨汁，在洁白的书稿封面上写下了“本草纲目”四个苍劲有力的大字。他端详着，兴奋地自言自语道：“对，就叫《本草纲目》吧！”为了这部书的体例，李时珍考虑了许久，也翻阅了不少书籍，并从《通鉴纲目》中得到启示，决定采用“以纲挈目”的体例来编这部书，并以“本草纲目”这个名称作为自己经历27年搜集、整理、编纂的这部书的书名。
《本草纲目》脱稿于公元1578年，又经过反复三次修改后终于定稿。为了能尽快刊刻此书，李时珍不顾年高体弱，于公元1580及公元1590年两次前往太仓和南京，请当代文学家、曾任刑部尚书的王世贞作序，之后经金陵出版书商胡承龙应允刻印。从明万历十八年（公元1590年）起，至明万历二十一年（公元1593年）止，前后历时四年才全部刻完。在原书即将出版之时，李时珍告别人世，没有能目睹《本草纲目》的问世。三年后的公元1596年，《本草纲目》在南京全部出版，史称“金陵版”。目前该版本已成为世界珍宝，存世不多。
《本草纲目》不仅为中国药物学的发展作出了重大贡献，而且对世界医药学、植物学、动物学、矿物学、化学的发展也产生了深远的影响。该书出版后，很快就传到日本，以后又流传到欧美各国，先后被译成日、法、德、英、拉丁、俄、朝鲜等十余种文字在国外出版，传遍五大洲。早在公元1951年，在维也纳举行的世界和平理事会上，李时珍即被列为古代世界名人；他的大理石雕像屹立在莫斯科大学的长廊上。《本草纲目》不仅对中医药学具有极大贡献，而且对世界自然科学的发展也起了巨大的推动作用，被誉为“东方医药巨典”，英国著名生物学家达尔文也曾受益于《本草纲目》，称它为“中国古代百科全书”。英国著名中国科技史专家李约瑟在《中国科学技术史》中写道：“16世纪中国有两大天然药物学著作，一是世纪初（公元1505年）的《本草品汇精要》，一是世纪末（公元1595年）的《本草纲目》，两者都非常伟大。”