- Vererbung: Er wollte verstehen, wie menschliche Eigenschaften von den Eltern an die Kinder weitergegeben werden und wie diese Eigenschaften innerhalb einer Population variieren.
- Eugenik: Er glaubte, dass es durch das Verständnis der Vererbung möglich sei, die Menschheit durch selektive Züchtung zu verbessern.
- Statistiken: Er entwickelte eine Reihe statistischer Techniken, darunter Korrelations- und Regressionsanalysen, die auch heute noch in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden.
- Intelligenz: Er war einer der ersten Forscher, der Intelligenz und ihre Verteilung in der Bevölkerung untersuchte.
- Zwillingsstudien: Er führte umfangreiche Studien an Zwillingen durch, um den relativen Beitrag von Natur und Erziehung zu verschiedenen menschlichen Merkmalen zu verstehen.
- Fingerabdrücke: Er entwickelte ein System zur Klassifizierung von Fingerabdrücken, das noch heute in der Kriminalistik Anwendung findet.