Юстус Либих — автор многочисленных исследований в области органической химии, биохимии и агрохимии. Им были открыты важные органические соединения, разработаны новые методы анализа органических веществ и синтеза новых групп соединений, созданы теоретические основы органической химии. Он является одним из основателей теории радикалов, автором химической теории брожения и гниения, теории минерального питания растений. Он исследовал роль углекислого газа и связанного азота в физиологии растений; предложил делить пищевые продукты на жиры, белки и углеводы; установил, что жиры и углеводы служат для организма своего рода топливом. Среди основных его трудов: «Руководство по органическому анализу» (1837), «Органическая химия в ее приложениях к физиологии и патологии» (1842), «Естественные законы земледелия» (1865). Либих коренным образом перестроил существовавшую до него систему преподавания химии, введя в широком масштабе лабораторные занятия и самостоятельные исследования студентов. В числе его учеников — выдающиеся химики А. Кекуле, А. Вюрц, А. Гофман, К. Фрезениус, Н. Н. Зинин, А. А. Воскресенский и многие другие.