В классическом труде «Русский чернозем» (1883) заложил основы генетического почвоведения. Создал учение о географических зонах. Дал научную классификацию почв (1886). В книге «Наши степи прежде и теперь» (1892) изложил комплекс мер борьбы с засухой. Основал первую в России кафедру почвоведения (1895). Идеи Докучаева оказали влияние на развитие физической географии, лесоведения, мелиорации и др.