В область научных интересов Ф. Ауэрбаха входили механика, гидродинамика, магнетизм, акустика, физические основы музыки. В 1890 г. он разработал прибор для измерения абсолютной твердости. Он стал одним из составителей получившего широкую известность "Справочника по физике и инженерной механике" (1927–1931; в 7 томах). Им были написаны работы в области истории и философии науки. Одним из его классических трудов стала книга "Страх математики и как ее покорить" (1925). В работе "Закон концентрации населения" (1913) он описал закон распределения городов по размерам, который сейчас известен как закон Ципфа. Он поддерживал тесные контакты с "Веймарским Баухаузом" — творческим союзом художников, дизайнеров и архитекторов. Основоположник союза, архитектор В. Гропиус спроектировал и построил для Ф. Ауэрбаха жилой дом в Йене, ставший на долгие годы культурным центром для художников и ученых.