В круг его научных интересов входили история русского языка, сравнительное языкознание, палеография, история русской и западноевропейской литературы, фольклор русского народа и народов Востока, этнография, история искусств, археология. В исследованиях по русскому языку выступил сторонником сравнительно-исторического метода. Ф. И. Буслаев стремился установить связь истории языка с жизнью народа, с его нравами, обычаями, преданиями и верованиями. Он также занимался филологическим исследованием и изданием древних рукописей. В литературоведении и фольклористике Ф. И. Буслаев — один из основоположников отечественной мифологической школы; ему принадлежит выдающаяся роль в формировании в России научного изучения литературы и народной поэзии, древнерусского и византийского искусства.