魏源学识渊博,著作很多,主要有《书古微》、《诗古微》、《默觚》、《老子本义》、《圣武记》、《元史新编》和《海国图志》等。《海国图志》是其中有较大影响的一部,也是他作为地理学家的代表作。该书有50卷本、60卷本和百卷本三种。他以林则徐主持编译的《四洲志》为基础,于道光二十二年(1842)编成50卷本,道光二十七年(1847)扩充为60卷本,次年徐继畲的《瀛环志略》问世,魏源吸取该书和其他资料,于咸丰二年(1852)增补为100卷本。《海国图志》内容丰富,记述了世界各国的地理、历史、经济、政治、军事和科学技术,乃至宗教、文化等情况,并附有世界地图、各大洲地图和分国地图等。此书主旨在唤起国人,学习外国的长技,兴利除弊,增强国力,抵抗外来侵略。它与成书时间相近的《瀛环志略》是中国学者编写的最早的两部世界地理著作。

  其它著述还有:《古微堂诗文集》、《书古微》、《诗古微》、《公羊古微》、《曾子发微》、《子思子发微》、《高子学谱》、《孝经集传》、《孔子年表》、《孟子年表》、《小学古经》、《大学古本发微》、《两汉古文家法考》、《论学文选》、《明代兵食二政录》、《春秋繁露注》、《老子本义》、《墨子注》、《孙子集注》等若干卷。20世纪80年代末其诗文被辑为《魏源集》。