С. И. Коржинский стал одним из основоположников фитоценологии — учения о фитоценозах (растительных сообществах). В своих трудах он развивал географо-морфологический метод в систематике и метод исторического анализа флор; ввел понятие «расы» как основной таксономической категории растений. Одним из первых он показал динамическую подвижность (территориальную неустойчивость) почвенно-растительных зон на Русской равнине. Именно им была создана известная теория наступления леса на степь. Независимо от Г. Де Фриза и А. Кёлликера он обосновал мутационную теорию («теория гетерогенеза»), противопоставив ее дарвинизму. Он также дал первое описание растительности Средней Азии, предложил общее ботанико-географическое районирование России. Автор около 70 работ, в которых были выдвинуты идеи, ставшие основополагающими для развития ряда разделов отечественной ботаники на долгие годы.