Гаспаров занимался классической филологией, проблемами перевода, русской литературы XIX и начала XX века и стиховедением. Ученый считал, что филологу должно быть все равно – перед ним текст Пушкина или третьестепенного поэта. Гаспаров полагал: «Важно помнить: историческая поэтика не только требует от нас умения войти в поэтические системы других культур и взглянуть на них изнутри (кто настолько самонадеян, чтоб вообразить себя вжившимся изнутри, например, в аккадскую поэтику?). Она требует также умения подойти извне, со стороны, к поэтической системе собственной культуры. Это едва ли не труднее, так как учит отказу от того духовного эгоцентризма, которому подвержена каждая эпоха и культура. Чтобы поэтика была исторической, нужно и на свое собственное время смотреть с историческим бесстрастием…» Он обследовал и описал дифференцированную ритмику сильных и слабых ударений ритмику словоразделов. Гаспаров проследил историю русских ямбов и хореев до современности и дополнил ее историей трехсложных размеров, создав картину эволюции метрического разнообразия русской поэзии за 250 лет. Особое внимание ученый уделял русским внесиллаботоническим системам стихосложения – народную, силлабическую и особенно важную для поэзии XX века чисто-тоническую. Данные Гаспаровым определения понятий «дольник», «тактовик» и др. стали общепринятыми. В «Очерке истории русского стиха» он построил имманентную историю поэзии (смена предпочтений, притяжения и отталкивания, эволюционные и революционные периоды, семантизация форм в связи с историей жанров, тем и направлений). В «Очерке истории европейского стиха» Гаспаров проследил процесс взаимодействия языка и культуры на протяжении 3000 лет в поэзии на 25 языках. На материале 2000 стихотворений ученый проследил способы исторического сосуществования стихотворных форм с жанрами, темами, эмоциями и находящими в них выражение интонациями. Ученый утверждал: «У каждого стихотворного размера есть свои смысловые ассоциации: семантический ореол. Поэзия любого содержания в гексаметрах покажется нам стилизацией под античную классику, в александрийских стихах – под французскую классику, в четырехстопных вольнорифмованных ямбах – под Пушкина. А Сент-Бёв был романтик, он не хотел стилизоваться под французскую классику. И оказывалось, что русский перевод прозой как бы соответствовал этому его желанию, а перевод «размером подлинника» противоречил ему: уводил мысль читателя по пути ложных ассоциаций. Но есть один размер, который абсолютно свободен от всяких содержательных ассоциаций, как ложных, так и не ложных. Это свободный стих, верлибр. Он без ритма и рифмы: единственное средство выразительности в нем – членение текста на длинные и короткие строчки. Единственное, но зато тем более ощутимое. Так вот, кто захочет переводить любого поэта, видя в нем представителя его эпохи, его культуры, его традиции, – тот, конечно, обязан переводить его размером подлинника. А кто захочет переводить его как самобытную индивидуальность, как прямого собеседника нынешних читателей, тот будет переводить его без метрической униформы – верлибром. И то и другое желание правомерно: глядя на поэтов в их историческом контексте, мы познаем чужой культурный мир, воображая поэтов наедине с нами, мы познаем самих себя. Не нужно только смешивать одно с другим». Гаспаров мечтал о «точном литературоведении» и стремился подсчитать частоту структурных элементов текста, определить степень предсказуемости и реконструировать объективную основу читательского восприятия текста. Он перевел произведения Пиндара, Овидия, Горация, Светония, Аристотеля, Эзопа, Цицерона, Диогена Лаэртского, Ариосто, поэзию вагантов и др. Гаспаров является автором около 300 работ, в том числе книг «Античная литературная басня (Федр и Бабрий)» (1971), «Современный русский стих. Метрика и ритмика» (1974), «Очерк истории русского стиха. Метрика, ритмика, рифма, строфика» (1984, 2000), «Проблемы литературной теории в Византии и латинском средневековье» (в соавторстве с С.С. Аверинцевым) (1986), «Очерк истории европейского стиха» (1989, 2003), «Очерки истории языка русской поэзии XX в. Грамматические категории. Синтаксис текста» (соавт., 1993), «Академический авангардизм. Природа и культура в поэзии позднего Брюсова» (1995), «Античность в русской поэзии начала ХХ века» (1995), «О. Мандельштам: гражданская лирика 1937 года» (1996), «Занимательная Греция. Рассказы о древнегреческой культуре» (1995), «Избранные статьи» (1995), «Метр и смысл. Об одном из механизмов культурной памяти» (1999), «Об античной поэзии: Поэты. Поэтика. Риторика» (2000), «Рассказы Геродота о греко-персидских войнах и еще о многом другом» (2000), «О русской поэзии: Анализы. Интерпретации. Характеристики» (2001), «Экспериментальные переводы» (2003), «Избранные труды» в 4 томах (1997–2012), «Ясные» стихи и «темные» стихи: анализ и интерпретация» (2015) и др.
