- Erfelijkheid: Hij wilde begrijpen hoe menselijke eigenschappen van ouders op kinderen worden doorgegeven, en hoe deze eigenschappen binnen een populatie variëren.
- Eugenica: Hij geloofde dat het door het begrijpen van erfelijkheid mogelijk was om het menselijk ras te verbeteren door middel van selectief fokken.
- Statistieken: Hij ontwikkelde een aantal statistische technieken, waaronder correlatie- en regressieanalyse, die vandaag de dag nog steeds op verschillende terreinen worden gebruikt.
- Intelligentie: Hij was een van de eerste onderzoekers die intelligentie en de verspreiding ervan onder de bevolking bestudeerde.
- Tweelingstudies: Hij voerde uitgebreide onderzoeken uit naar tweelingen om de relatieve bijdrage van natuur en opvoeding aan verschillende menselijke eigenschappen te begrijpen.
- Vingerafdrukken: Hij ontwikkelde een systeem voor het classificeren van vingerafdrukken, dat nog steeds wordt gebruikt in de forensische wetenschap.