- Äftlighet: Han ville förstå hur mänskliga egenskaper överförs från föräldrar till barn, och hur dessa egenskaper varierar inom en befolkning.
- Eugenik: Han trodde att genom att förstå ärftlighet var det möjligt att förbättra människosläktet genom selektiv avel.
- Statistik: Han utvecklade ett antal statistiska tekniker, inklusive korrelations- och regressionsanalys, som än idag används inom olika områden.
- Intelligens: Han var en av de första forskarna som studerade intelligens och dess fördelning i befolkningen.
- Tvillingstudier: Han genomförde omfattande studier på tvillingar för att förstå naturens relativa bidrag och näring till olika mänskliga egenskaper.
- Fingeravtryck: Han utvecklade ett system för att klassificera fingeravtryck, som fortfarande används inom kriminalteknik idag.