Основные работы Р. Дедекинда относятся к теории алгебраических чисел. Результаты, полученные им в этой области, он собрал в специальный «Одиннадцатый» том дополнений к трудам Дирихле. Он одним из первых дал теоретико-множественное обоснование теории действительных чисел, сформулировал систему аксиом арифметики (обычно называемую аксиомами Пеано), ввел в математику в самом общем виде теоретико-множественное понятие отображения. Ему принадлежит ряд идей в теории чисел, в которую он ввел много новых понятий, таких, например, как кольцо, идеал, группа, лежащих в основе современной алгебры. Кроме того, Р. Дедекинд был редактором посмертных изданий избранных трудов Дирихле, Гаусса и Римана.