Ф. Хаусдорф считается одним из основоположников современной топологии. Он ввел и впервые исследовал важные в топологии понятия хаусдорфова пространства (1914), топологического предела, частично упорядоченного множества, а также хаусдорфовой размерности (1919). В теории множеств Хаусдорф полностью решил (одновременно с П. С. Александровым и независимо от него) проблему мощности борелевых множеств, построил теорию меры (мера Хаусдорфа) в пространствах многих измерений, разработал теорию упорядоченных множеств, в частности впервые доказал лемму Цорна. Его труд «Теория множеств» (1914) оказал влияние на развитие всех отраслей математики, опирающихся на теорию множеств. Хаусдорф также внес большой вклад в функциональный анализ, теорию топологических групп и теорию чисел.