周敦颐一面做官，一面潜心于对儒家学说的研究和传授。可以说，他既是一名官员，又是一位出色的儒学大师。
他融合佛道两家的思想，糅合《周易》，初步建立了一套综合探讨宇宙本原、万物生成、人性、封建伦常等问题的理论体系，为日后博大精深的宋明理学的建立提供了核心骨架。他的著作《太极图说》和《易通》也成为理学的经典文献。
在《太极图说》中，周敦颐系统地阐述了宇宙生化的理论。他认为宇宙的最初根源是“无极”—一种尚未分化成形的处于混沌状态的物质材料。“太极”是具有最初时空界限、分化机能和动静性能的有形物质，由“无极”演化而来。
“太极”的动静机能又分别分化为阴阳，两者相互依存、相互转化、相互作用而形成“五行”。由阴阳二气的交感和五行的相互作用，生成了天地万物，万物变化无穷尽。人类的生成和万物是一样的，因为受了“无极之真，二五之精”，从而具有了高于万物的思考和语言等能力。
《易通》是对《太极图说》的具体补充，除进一步阐述宇宙论之外，还着重阐述了人性和道德问题。在书中，作者提出“诚”是从阳气得来的，是绝对至善的，是人的一种最高超、最理想的道德境界。这两部著作相辅相成，共同展现了周敦颐的理学思想。
