陶弘景不僅在文學、經學等方麵成就巨大，而且在醫學方麵更為突出。
中國醫學大致可以分成醫學和藥學（或藥物學）。藥學部分，即所謂“本草”，主要研討藥物和處方。陶弘景，一生遍曆名山，尋訪仙藥，經常出沒於山穀溪澗之間，讀書萬餘卷，對陰陽五行、天文地理、醫藥都有深入研究。著作很多，如《帝代年曆》《古今州郡記》《效驗方》《集藥訣》《養性延命錄》《肘後百一方》等。
陶弘景對《神農本草經》中的藥物作了仔細的校訂和整理，並結合自己的經驗，對這些藥物新的用途和不同的記載，一一做了鑒別和補充。同時，他又根據魏晉以來新發現的三百六十五種藥物，寫成《名醫別錄》一書，也作為《本草經集注》的一部分。這樣，《本草經集注》共有七卷，所收藥物由原來三百六十五種增加到七百三十種，增加了一倍。
《本草經集注》的主要特點是：首先改進了藥物的一般分類。從《神農本草經》中三品分類，改為按藥物自然來源和屬性來分類，共分七大類，即玉石、草木、蟲獸、果、菜、米食、有名無用。最後一類是一些當時未經實際驗證的藥物。這種分類方法具有一定的科學性，是藥物分類的一個進步，對後世影響很大。其次對於藥物的性味、產地、采集、形態、鑒別諸方麵的論述，有顯著提高。《神農本草經》中說藥有五味：酸、鹹、甘、苦、辛。這是勉強與陰陽五行理論相聯係。陶弘景把藥性分為8種，即寒、微寒、大寒、平、溫、微溫、大溫、大熱。他提出了“甘苦之味可略，有毒無毒易知，唯冷熱須明”的說法，表明他對藥物的寒熱特別重視，而對所謂甘苦等“五味”認為關係不大，這種認識很有進步意義。第三總結了諸病通用的藥物。在書中提出了一個“諸病通用藥”列記表，分別列舉了八十多種疾病的通用藥物。不僅給臨床醫生處方用藥提供了方便，而且也首創了按藥物主治作用進行分類的方法。後世比較大型的本草著作，都把這種辦法沿用下來。