Наибольшую известность Леви-Брюлю принесли исследования в области психологии мышления «примитивных народов». До его работ был принят постулат одинаковости законов мышления для народов всех времен. Леви-Брюль считал, что разным типам общества и разным эпохам присущи разные типы мышления. Он стал автором теории первобытного дологического мышления, которое отличается от современного логического, подчиняясь не закону противоречия, а закону партиципации (сопричастия), когда вещь воспринимается одновременно как таковая и как нечто другое (примером может служить тотемизм). Среди его наиболее важных работ — «Философия Огюста Конта», «Мораль и наука о нравах», «Ментальные функции в неразвитых обществах», «Первобытное мышление» (М.: URSS) и другие.