Большинство работ А. М. Пешковского посвящено грамматике русского языка. Его главный труд «Русский синтаксис в научном освещении» впервые вышел в 1914 г. и был многократно переиздан. Эта книга, написанная в чрезвычайно доступной форме, и сейчас остается одним из наиболее детальных и содержательных исследований русского синтаксиса и русской грамматики в целом. К основным идеям А. М. Пешковского принадлежит характерное и для последующей русской традиции представление о «семантичности» синтаксиса, то есть стремление выделить значения, выражаемые синтаксическими конструкциями, а не простое формальное описание этих конструкций. Он являлся одним из первооткрывателей области «малого синтаксиса» и идиоматичных синтаксических конструкций. Кроме того, А. М. Пешковский много занимался вопросами методики преподавания русского языка, стремясь сблизить педагогическую практику с наукой.