Основные труды А. Гурвица относятся к математическому анализу, теории функций, алгебре и теории чисел. Широкое применение нашел его критерий отрицательности действительных частей корней алгебраических уравнений (критерий Гурвица). В аддитивной теории чисел он доказал, что представлять произведение целых чисел в виде сумм квадратов целых чисел можно только для множителей, состоящих из сумм двух, четырех и восьми квадратов. Одним из первых он глубоко исследовал римановы многообразия и их приложения к теории алгебраических кривых, а также решил изопериметрическую проблему. В теории функций комплексного переменного получили известность теоремы Гурвица. В числе его учеников в Цюрихе были великие ученые — Давид Гильберт, ставший признанным мировым лидером математиков, и Альберт Эйнштейн, один из основателей современной теоретической физики.