文学
蔡邕是汉代最后一位辞赋大家。其所作赋绝大多数为小赋，取材多样，切近生活，语言清新，往往直抒胸臆，富于世态人情，很有艺术的感染力。其中代表作品为《述行赋》。全赋短小精悍，感情沉痛，批判深刻，情辞俱佳，是汉末抒情小赋的力作。他小赋的题材多样，他甚至用以表现男女情爱，风格大胆而直率。《青衣赋》就是相当感人的作品。在这篇言情小赋中，他真实地坦露了对一位出身微贱的美女的爱情，以真挚的感情，表现了人情与封建礼法的矛盾撞击。蔡邕的散文长于碑记，工整黄雅，多用排偶，旧时颇受推重。
蔡邕收集汉朝历史，没有看见写下来作后史。只有所作《灵纪》及十意，又补诸列传四十二篇，因李傕作乱散失，大多没有保存下来。所著诗、赋、碑、诔、铭、赞，连珠、箴、吊、论议、《独断》、《劝学》、《释诲》、《叙乐》、《女训》、《篆执》，祝文、章表、书记，共104篇传于世。
蔡邕生平喜藏书，多至万余卷，晚年将所藏之书载数车悉数赠给王粲，家存藏书还有四千多卷。《隋书·经籍志》著录有其文集20卷，早佚。明人张溥辑有《蔡中郎集》二卷。丁绍仪《全汉诗·卷七》亦载其作品。严可均《全后汉文》卷69~卷80对其奏疏词赋等作品多有收录。
蔡邕诗歌现流传有400多首。但由于当时战乱连年，没有保存原稿流传下来，均由其女蔡琰，在曹操的救助下，凭借惊人的记忆力默写而来。
书法
艺术创造
蔡邕工篆书、隶书，尤以隶书著称，其字结构严整，点画俯仰，体法多变。灵帝命工修理鸿部门（东汉时称皇家藏书之所为鸿都），工匠用扫白粉的帚在墙上写字，蔡邕从中受到启发而创造了“飞白书”。这种书体，笔画中丝丝露白，似用枯笔写成，为一种独特的书体，对后世影响甚大。唐张怀瓘《书断》评论蔡邕飞白书时说“飞白妙有绝伦，动合神功”。
作品行情
蔡邕因负盛名，所以后世把一些碑刻和论著附合成蔡邕名义的伪作也不少。据说其真迹在唐时已经罕见。
经学
熹平四年（175年），蔡邕有感于经籍距圣人著述的时间久远，文字错误多，被俗儒牵强附会，贻误学子。于是与五官中郎将堂溪典、光禄大夫杨赐、谏议大夫马日磾、议郎张驯、韩说、太史令单飏等任，奏请正定《六经》的文字。灵帝予以批准，蔡邕于是用红笔亲自写在碑上，让工人刻好立在太学的门外，这就是中国第一部石经“熹平石经”（又称汉石经、一体石经）。后来的儒者学生，都以此为标准经文。碑新立时，来观看及摹写的，一天之内，车子就有一千多辆，街道也因此堵塞。