Khawaja Nasir al-Din al-Tusi memiliki pengaruh besar di dunia Islam, terutama perannya menghidupkan ilmu pengetahuan dan studi keislaman. Konstribusi signifikannya menyatukan begitu banyak sarjana yang kompeten di Observatorium Maragheh memantik kebangkitan disiplin ilmu matematika dan astronomi, serta disiplin ilmu lainnya, sekaligus pembaruan filsafat dan teologi Islam. Al-Tusi juga mencetak banyak ilmuwan dan ulama terkemuka, seperti Qutb al-Din, 'Allamah Hilli, dan lain-lain.

Kegiatan astronomi yang dilakukan Observatorium Maragheh menjadi model bagi observatorium lain setelahnya, terutama di Samarkand, dan Istanbul, bahkan merambah hingga dunia Barat. Studi matematika yang dihidupkannya mempengaruhi pengajaran matematika, terutama di dunia Islam setelahnya. Tidak hanya itu, karya al-Tusi dan timnya di Maragheh juga mempengaruhi dinamika ilmu pengetahuan Cina. Terobosan al-Tusi telah memberikan sumbangsih terhadap dinamika ilmu pengetahuan di India, yang dikembangkan di bawah dinasti Mongol, bahkan hingga akhir abad kedelapan belas. Fakta historis ini dapat dilihat dari observatorium yang dibangun oleh Jai Singh II, yang mengambil model dari observatorium Maragheh.

Di dunia Barat, Khawaja Nasir al-Din al-Tusi dikenal sebagai seorang astronom dan ahli matematika terkemuka, berkat karya-karyanya di dua disiplin ilmu tersebut yang diterjemahkan ke dalam bahasa Eropa. Di dunia Timur, ia dipandang sebagai ilmuwan cum ulama. Al-Tusi dikenal sebagai Hakim, orang bijak, dalam tradisi timur. Ia dikenal luas memiliki kemampuan analitis yang tajam, terutama di bidang matematika, astronomi, dan logika. Selain itu, al-Tusi juga mumpuni di bidang pemikiran spekulatif filsafat, ahli teologi, tasawuf dan ulama terkemuka, yang mengusai berbagai disiplin ilmu agama, seperti tafsir al-Quran, hadis, fiqh, ushul fiqh, dan lainnya.

Di dunia Islam, terutama di kalangan Muslim Syiah, Khawaja Nasir al-Din al-Tusi dikenal sebagai salah seorang filsuf Muslim terkemuka yang menghidupkan kembali mazhab Peripatetik (Mashshai) yang dikembangkan Ibnu Sina. Al-Tusi menulis sebuah buku "Syarah al-Isharat wa al-Tanbihat", sekaligus menyuguhkan jawaban atas kritik tajam  Fakhr al-Din al-Razi terhadap karya Ibnu Sina itu. Dalam karyanya ini, al-Tusi berhasil menyalakan kembali cahaya filsafat di dunia Islam yang hampir redup. Meskipun karyanya mencerminkan pandangan mazhab paripapetik, namun dalam beberapa pembahasan seperti pengetahuan Allah swt, sifat ruang, penciptaan dunia, dan lainnya, al-Tusi terlihat mengadopsi pemikiran iluminasi Shihab al-Din al-Suhrawardi, dan beberapa teolog Muslim. Tampaknya, Khawaja Nasir al-Din al-Tusi menandai tahap awal dalam sintesis bertahap dari mazhab Peripatetik dan Iluminasi (Ishraqi), yang kemudian dikembangkan oleh Mulla Sadra menjadi mazhab Hikmah Muta’aliyah.

Di bidang etika, Khawaja Nasir al-Din al-Tusi menulis dua karya penting berbahasa Persia yaitu kitab "Akhlaq-e Muhtashimi" dan "Akhlaq-e Nasiri" yang jauh lebih terkenal. Al-Tusi dalam bukunya tersebut mengembangkan teori perbaikan karakter moral dari Ibnu Miskawaih. Akhlaq-e Nasiri menguraikan sistem etika filosofis yang mensintesiskan ajaran akhlak Islam dengan teori etika dari Aristoteles, dan dalam batas tertentu mengadopsi tradisi Platonis. Karya ini juga berisi pembahasan rumit mengenai psikologi dan penyembuhan psikis.

Buku ini selama berabad-abad menjadi referensi etika yang paling populer di dunia Islam, terutama Iran dan India. Secara umum pembahasan buku Akhlaq-e Nasiri meliputi kajian etika (Akhlaq), ekonomi domestik (Tadbir-e Manzil) dan politik (Siyasat-e Mudun). Bagian pertama merupakan pengembangan teori etika model Ibnu Miskawaih, meskipun awalnya ditugaskan untuk sekadar menerjemahkannya ke dalam Persia. Al-Tusi memperluas kajian Ibn Miskawaih, terutama teori pengobatan teoritis psikologi, dan pengobatan tentang karakter dan kebajikan. Bagian pertama ini diakhiri dengan penambahan tentang pengobatan sifat buruk yang disebut sebagai penyakit jiwa.

Bagian kedua tentang ekonomi domestik, mengadopsi pembahasan Oikonomikos yag diterjemahkan ke dalam bahasa Arab dari literatur Yunani, disertai dengan pandangan kritis dan sintesisnya yang memasukan studi akhlak Islam. Bagian ketiga mengenai kitab al-siyasah (buku Politik) yang mengembangkan pandangan al-Farabi, terutama dalam buku "Kitab al-Siyasah al-Madaniyah" dan Fusul al-Madani. Bagian terakhir berisi bagian penting mengenai kebajikan cinta (Mahabbah) sebagai perekat masyarakat.

Buku Akhlaq-e Nasiri menunjukkan sebuah karya otentik mengenai filsafat etika yang melampaui perbedaan sektarian, dan bisa diadoposi oleh berbagai kalangan luas. Aspek penting dari karya Khawaja Nasir al-Din al-Tusi di bidang akhlak adalah posisi keadilan yang secara eksplisit sebagai kebajikan tertinggi dari tiga bagian pembahasan dalam buku tersebut. Secara implisit kajian ini terhubung dengan teologi Syi'ah yag menempatkan keadilan ilahi sebagai bagian terpenting dari doktrin keagamaannya. Setelah menulis buku Akhlaq-e Nasiri, al-Tusi menulis buku tasawuf berjudul "Awsaf al-Ashraf" yang menjelaskan metode Awliya, dan prinsip-prinsip para pencari Kebenaran (haqiqah) berdasarkan prinsip-prinsip akal dan tradisi Islam.

Di dunia Syiah Imamiah, al-Tusi dianggap sebanyak teolog penting, terutama berkat karyanya berjudul "Tajrid al-I'tiqad". Buku tersebut hingga kini masih menjadi buku teks di hauzah ilmiah dan pusat pendidikan Islam Syiah. Kitab "Tajrid al-I'tiqad" merupakan salah satu buku yang paling berharga dan padat, sekaligus menjadi buku teks teologi Syiah yang paling singkat. Karena fitur inilah, buku ini begitu  terkenal sejak zaman Khawaja Nasir al-Din al-Tusi sendiri hingga kini. Begitu banyak ulama dan ilmuwan yang menulis komentar berbeda mengenai buku tersebut, terutama dalam bahasa Farsi dan Arab.

"Tajrid al-I'tiqad" dianggap sebagai tonggak baru dalam sejarah teologi Islam, karena pendekatan khusus yang mensintesiskan filsafat dan teologi. Terkait hal ini, Shahid Muthahhari menjelaskan peran Khwaja Nasir al-Din al-Tusi dalam teologi, dan posisi penting kitab "Tajrid al-I'tiqad"yang ditulisnya. Muthahhari berkata,  "Khawaja Nasir al-Din al-Tusi adalah seorang ahli di bidang filsafat dan teologi yang menyusun buku teks teologis yang paling berbobot berjudul" Tajrid al-I'tiqad ". Setiap teolog setelahnya, baik Syiah atau Sunni, telah menempatkan buku ini menjadi pertimbangan mereka. Khawaja Nasir membawa teologi Islam yang [sebelumnya] dekat dengan [argumentasi] dialektis (jadal), menjadi lebih dekat dengan [argumentasi] demonstratif (burhan). "

Kitab Tajrid al-I'tiqad meliputi enam bab pembahasan yaitu: pendahuluan, Zat dan kualitas non-esensial, pembuktian Sang Pencipta dan sifat-Nya, Kenabian (Nubuwah), Imamah dan Kebangkitan (Ma'ad). Buku ini memberi pengaruh besar terhadap karya-karya teologi setelahnya. Misalnya, al-Qazi 'Adud al-Din al-Iji dalam bukunya "al-Mawaqif", dan Taftazani dalam bukunya "al-Maqasid" mengikuti struktur buku Tajrid al-I'tiqad. Selain itu, buku tersebut menjadi dasar pijakan penting bagi sistem filsafat "al-Hikmah al-Muta'aliyah", yang lahir setelahnya.

Khawaja Nasir al-Din al-Tusi merupakan bintang yang bersinar terang di tengah kegelapan era Mongol di dunia Islam. Ia bukan seorang ilmuwan yang hanya berkutat menulis buku dan mengajarkannya. Tapi lebih dari itu, Khawaja Nasir al-Din al-Tusi telah meletakkan pilar akhlak dan kemanusiaan dengan pondasi ilahiah dan nilai-nilai luhur ajaran Islam.

Pada tahun 672 Hijriah, Khawaji Nasir al-Din al-Tusi bersama sejumlah muridnya  mengunjungi Baghdad untuk mengumpulkan buku-buku yang tersisa pasca serangan pasukan Mongol dan memindahkannya ke Maragheh. Pada  tanggal 18 Dzulhijah di tahun yang sama, ilmuwan Muslim terkemuka ini meninggal di Kazhimain, dekat Baghdad, ibukota Irak.