就医学而言，陶弘景是我国本草学发展史上贡献最大的早期人物之一。
陶弘景十分喜爱医药学，他读了很多书，也不拘于书中的言论，亲自走到自然中去寻找药物，并以实际的观察来印证书中的内容。在医学方面，他最大的贡献就是编写了继《神农本草经》之后的一部药学专著《本草经集注》。该书在《本经》365种药物的基础上又加入了365种药物，合计730种，大大扩展了可供使用的药物种类。不论在描述的内容，还是所载药物的数量以及分类方法等方面，该书都比《本经》上了一个新的台阶。
首先，陶弘景开创了一种新的药物分类法。《本草经集注》当中，药物的记载是按玉石、草木、虫兽、果、菜、米食及有名无用等七类进行划分的。这样，比起《本经》的“三品”分类法，既便于使用者的查询，又便于对药物的总结。并且，在其后的一千多年中，这种方法被一直延用。其次，书中对于药物的性味、产地、采集、形态和鉴别等方面的论述水平，也较以前的论述有了显著的提高。
另外，经过系统的归纳和总结，陶弘景还第一次提出了“诸病通用药”的概念。这是将药物的功用主治和疾病特点两个方面相结合进行的一种十分切合临床使用的归纳方法。比如：书中提到“治风”的通用药有防风、防己、秦艽、芎藭等；“治黄疸”的通用药有茵陈、栀子、紫草、白薇等。这种方法的创立为临床医学家提供了很大的方便。《本草经集注》问世以后，对后世医家的影响很大。甚至到了唐代，我国第一部药典——《新修本草》，就是在此书的基础上进一步修订补充后完成的。
陶弘景对《神农本草经》原有的365种药，所作的订正、补充和说明，是有调查研究作为基础的。他下了不少功夫取得了药物的采集和临床用药的经验，并经常深入药材产地，了解药物的形态、采制方法。在对各种药味进行研究时，他发现许多药物，虽被指为药用，其实有名无实，毫无价值。如石下、长卿、屈草、满阴实、扁青等。他把这类药列为“有名无用”类。这种创见是在调查研究基础上获得的。遇到疑难就去调查研究，这是陶弘景在几十年治学的过程中养成的习惯。陶弘景整理医籍，细心、严谨、周密、实用，是我们今天整理中医古籍的一面镜子，不愧为一代名医，流传千古。这里有个很生动的故事。
一天，他读到《诗经·小宛》的“螟蛉有子，蜾蠃负（抱）之，教诲尔子，式谷似之”几句，就很不以为然。《诗经》的旧注说，蜾蠃（一种细腰蜂）有雄无雌。繁殖后代，是由雄的把螟蛉（青蜘蛛）的幼虫衔回窝里，叫那幼虫变成自己的样子，而成为后代。恰好一个朋友也来问这是怎么回事。他就先去查书本，书本说的跟《诗经》旧注的一模一样。他想：这些书尽是我抄你，你抄我的，查书是查不出什么名堂了。我何不亲自到现场看个究竟呢？于是，陶弘景来到庭院里找到一窝蜾蠃。经过几次细心的观察，他终于发现，那螟蛉幼虫并非用来变蜾蠃的。而是蜾羸衔来放在巢里，等自己产下的卵孵出幼虫时，作为它们的“粮食”。蜾蠃不但有雌的，而且有自己的后代。蜾蠃衔螟蛉幼虫作子之谜，终于被陶弘景用调查研究的办法揭穿了。从这件事，他就得出一个结论：治学要重视调查研究，不能因为别人怎么说自己也跟着怎么说。由此可见他治学的严谨性。