Salah satu karya terkemuka al-Biruni yang berjudul "Atsar al-Baqiyah Anil Qurun al-Khaliyah" telah diterjemahkan ke dalam bahasa-bahasa Eropa, dan menjadi acuan penyusunan sejarah dunia bagi para pemikir setelahnya. Di buku ini, al-Biruni menawarkan metode untuk menyusun peta geografi dunia.

Para ilmuwan Eropa berkeyakinan bahwa Abu Rayhan al-Biruni adalah orang yang pertama menyusun peta Mercator, yang menjadi dasar untuk menyusun proyeksi peta silinder ratusan tahun sebelum dipopulerkan oleh kartografer Flandria Gerardus Mercator pada tahun 1569.

Proyeksi ini sering digunakan untuk peta navigasi pelayaran. Para peneliti berkeyakinan hanya dengan karya besarnya ini saja, al-Biruni telah menunjukkan kedalaman pemikiran dan ketinggian ilmu pengetahuannya. Apalagi didukung oleh temuan besar lain al-Biruni di berbagai bidang seperti matematika, fisika, astronomi, sejarah dan disipilin ilmu lain.

Al-Biruni dalam karyanya, "Atsar al-Baqiyah" juga membahas berbagai keyakinan bangsa-bangsa dunia, agama dan mazhab yang beraneka ragam disertai penjelasan mengenai persamaan dan perbedaannya. Pembahasan bab keenam buku ini mengupas mengenai sejarah kepemimpinan para Nabi dan raja-raja Bani Israel. Selain itu, al-Biruni juga membahas raja-raja dinasti Assyrian, Firaun dan kaisar Romawi, imperium Bezantium, raja-raja Persia seperti Arcaemenid, Sassanid dan lainnya secara sistematis berdasarkan tanggal dan tahunnya.

Ketika terjadi perbedaan mengenai sebuah peristiwa, al-Biruni menyajikan berbagai pendapat yang bertentangan, bahkan informasi yang lemah sekalipun. Kemudian dia menganalisis berbagai informasi tersebut dan mengkritik berbagai kelemahannya. Pada akhirnya dia memilih data mana yang paling kuat dan dijadikan sandaran pandangannya.Tapi sejumlah peneliti memandang sejumlah penilaian al-Biruni mengenai sejarah terkadang keliru. Buku Atsar al-Baqiyah diterjemahkan oleh seorang orientalis Jerman, Eduard Sachau pada tahun 1887 M.

Karya al-Biruni lainnya berjudul "Tahqiq Ma lil Hind" menjadi perhatian para peneliti  dan ilmuwan setelahnya. Buku ini menunjukkan peran seorang ilmuwan Muslim yang berupaya objektif terhadap pandangan di luar keyakinannya. Warna sosiologis mengenai sistem pemikiran, filsafat, tradisi kebudayaan, agama dan keyakinan orang-orang India sangat kental dalam buku tersebut.

Selain pendekatan sosiologis dan historis mengenai kebudayaan India, al-Biruni dalam bukunya "Tahqiq Ma lil Hind" juga melakukan kajian di bidang matematika, astronomi dan geografi mengenai India. Oleh karena itu, para ilmuwan menyebut al-Biruni sebagai pakar India di zamannya. Terkait hal ini, Will Durant, penulis buku terkenal "The Story of Civilization" menuturkan, "Buku sejarah Ma Lil-Hind al-Biruni merupakan salah satu riset ilmiah terbesar abad pertengahan".

Buku "Tahqiq Ma lil Hind" merupakan karya klasik terkemuka yang membahas tentang sejarah, agama, kebudayaan dan ilmu pengetahuan yang berkembang di India. Karya ini menunjukkan posisi penting al-Biruni sebagai ilmuwan yang meletakkan pondasi disiplin ilmu sosiologi dan dan antropologi jauh sebelum August Comte, Emile Durkheim, Max Weber, Franz Boas, Bronisław Kasper Malinowski dan pemikir Barat lainnya.

Al-Biruni yang merupakan seorang Muslim mengunjungi dan meneliti sebuah wilayah yang dihuni orang-orang yang tidak dikenal sebelumnya. Dari pemikiran, keyakinan hingga adat istiadatnya berbeda dengan yang diyakini al-Biruni. Tapi dia cukup objektif untuk menuliskan pandangannya mengenai India dalam buku "Tahqiq Ma Lil Hind". Berkat ketekunannya, al-Biruni berhasil menguasai bahasa Sanskerta, dan menjalin hubungan dengan orang-orang India, termasuk masyarakat awam dan ilmuwannya.

Dalam buku, "Tahqiq Ma Lil Hind", Al-Biruni menuturkan, "Aku menulis buku mengenai keyakinan orang-orang India, dan kebenaran menurut mereka yang berbeda agama denganku. [Oleh karena itu] tudingan tanpa alasan tidaklah baik. Dalam pembahasan buku ini aku sendiri tidak menyampaikan penentangan diriku sendiri sebagai seorang Muslim. Aku pikir sangat penting untuk menyampaikan pandangan mereka secara panjang lebar dan detil demi memperjelas masalah. Jika perbuatan seperti ini dianggap Kafir dan penganut agama kebenaran yaitu umat Islam memprotesnya, maka aku akan katakan bahwa keyakinan orang-orang Hindu demikian. Dan tentunya, mereka lebih tahu dari siapapun bagaimana menjawab kritik tersebut."

Selain membahas masalah agama Hindu dan bangsa India, al-Biruni dalam buku  "Tahqiq Ma Lil Hind" juga menyinggung mengenai bangsa dan agama lainnya seperti Yunani dan Persia. Menurut al-Biruni, orang-orang Yunani sebelum kelahiran Nabi Isa memiliki keyakinan yang hampir sama dengan orang-orang Hindu di India. Dalam buku "Tahqiq Ma Lil Hind", al-Biruni melakukan perbandingan terhadap dua bangsa tersebut.

Di bagian lain dalam bukunya, al-Biruni juga membandingkan antara bangsa India dan Persia. Abu Rayhan al-Biruni meyakini kasta sosial dalam masyarakat Iran di era Sassanid memiliki kesamaan dengan bangsa India. Selain itu, al-Biruni juga membahas tradisi pernikahan bangsa India, Iran, Yahudi dan Arab di era jahiliyah.

Karya besar lain al-Biruni adalah buku berjudul "Al-Qanun al-Masudi fi al-Haiah wa al-Nujum" yang berbentuk ensiklopedia mengenai astronomi, geografi dan matematika. Buku yang terdiri dari sebelas pembahasan tersebut menjadi buku klasik otoritatif tentang kemajuan yang dicapai para ilmuwan astronomi Muslim di zamannya.

Di buku ini, al-Biruni berupaya membahas gerakan rumit bintang-bintang di angkasa. Abu Rayhan al-Biruni melakukan berbagai terobosan penting di bidang astronomi dan matematika dalam buku tersebut. Salah satunya yang terkenal mengenai persamaan segitiga dengan mengembangkan teori sinus dengan tanda-tanda baru. Belakangan formulasi al-Biruni ini diketahui sangat mirip dengan persamaan yang dibuat oleh Newton.

Dalam buku, "Al-Qanun Al-Masudi", al-Biruni membahas masalah geografi hanya dengan pendekatan empiris dan pengujian ilmiah. Tabel yang dibuat al-Biruni dalam buku ini menjadi perhatian para ilmuwan setelahnya. Peneliti Turki, Zaki Walid Toghan menjelaskan tabel terpisah yang ditambahkan dari beberapa surat dan tulisan terpisah al-Biruni. Kemudian, George Sarton melakukan evaluasi terhadap karya-karya al-Biruni dan kontribusi pentingnya bagi perkembangan ilmu pengetahuan. Pada tahun 1929, buku "Al-Qanun Al-Masudi" diterjemahkan dari bahasa Arab ke bahasa Inggris oleh Universitas Islam Alighar India. 

Al-Biruni termasuk ilmuwan yang sangat kritis dan tidak puas dengan karya para pemikir sebelumnya. Berulangkali, al-Biruni mengkritik pandangan para pemikir terdahulu, terutama Aristoteles. Bagi al-Biruni, segala sesuatu harus diuji kebenarannya, termasuk pendapat para ilmuwan dengan melakukan riset dan studi lapangan serta uji laboratorium dengan keterbatasan peralatan yang tersedia ketika itu.

Abu Rayhan al-Biruni melakukan pengujian di laboratorium sebagaimana saintis modern dewasa ini. Ia memperlakukan kondisi yang sama ketika membandingkan karakteristik dua materi. Sebagai contoh ketika menguji pendapat Aristoteles bahwa air panas lebih cepat membeku dibandingkan air dingin, al-Biruni melakukan pengujian di laboratorium.

Dia menjelaskan pengujiannya, "Aku menyediakan dua buah wadah dengan ukuran dan bentuk yang sama, kemudian diisi dengan air panas di satu wadah, dan air dingin di wadah lainnya. Kedua wadah aku bawa ke ruang dingin dan kering. Air dingin membeku, sedangkan air panas masih mempertahankan suhunya [yang lebih lambat membeku]. Pengujian ini terus menerus aku lakukan berulangkali dan hasilnya tetap demikian."   

Karakteristik lain dari al-Biruni adalah kemampuan berbahasanya. Ia menguasai bahasa Farsi, Turki, Arab, Ibrani, Seryani dan Sanskrit. Tidak hanya itu, al-Biruni juga mengenal dengan baik bahasa Yunani. Ilmuwan Muslim ini berkeyakinan bahwa peneliti sosial harus menguasai bahasa dari bangsa yang ditelitinya. Menurutnya, bersandar terhadap terjemahan dalam penelitian sosial bukan solusi yang baik. Oleh karena itu, pertama kali yang dilakukan al-Biruni dalam penelitiannya tentang India adalah menguasai bahasa Sanskrit.