ابوریحان مردی است که به اکثر علوم طبیعی زمان خود احاطه داشت و از اولین کسانی است که در تمدن اسلامی به پیدا کردن وزن مخصوص بسیاری از اجسام مبادرت ورزید، آن چنان وزن مخصوص این اجسام را دقیق محاسبه کرده که اختلاف آنها با وزن‌های مخصوصی که دانشمندان قرون اخیر با توجه به تمام وسایل جدید خود تهیه کرده‌اند، بسیار ناچیز است.
وی ۲۵ سال اول زندگی خود را در شهر محل تولد خودش سپری کرد و به یادگیری زبان عربی، فقه و الهیات اسلامی، علوم یونانی، ریاضیات، نجوم، طب و… مشغول بود. وی در همین دوره برخی از آثار اولیه‌اش را بر روی کاغذ آورد و با ابن سینا، دیگر دانشمند ایرانی در رابطه با فلسفه طبیعی ارسطو و فلسفه مشاء به مکاتبه و تبادل نظر پرداخت.
او اولین کسی بود که توانست فرمول ساده‌ای برای اندازه‌گیری شعاع زمین به‌دست آورد. ابوریحان فکر کرد زمین به دور خورشید می‌چرخد و این ایده را توسعه داد تا بتواند آن را در زمان خویش به اثبات برساند. او همچنین در مورد دوره‌های زمین‌شناسی نیز نظریه‌پردازی‌های موفقی داشته است.
ابوریحان بیرونی در دوران خردسالی علاقه زیادی به کسب دانش نشان می‌داد و از همان زمان شروع به یادگیری علوم مختلف کرد. او به واسطه آشنا شدن با «امیرنصر منصور بن علی بن عراق» که در آن زمان از دانشمندان بزرگ ایرانی به شمار می‌رفت، توانست وارد دربار خوارزمشاه شود و به مدرسه سلطانی خوارزم برود. وی در همان زمان و در حالی که فقط ۱۷ سال داشت، با استفاده از حلقه‌ای درجه‌دار که به آن «شاهیه» گفته می‌شد، به اندازه‌گیری بلندی نیم روزی یعنی ارتفاع نصف‌النهاری خورشید در زادگاه خود یعنی شهر کاث مشغول شد.
ابوریحان بیرونی فهرست کتاب‌های خود را تا سال ۴۲۷ ق. یعنی در ۶۵ سالگی‌اش، ۱۱۳ نسخه شمرده است که بیشتر به ریاضیات، نجوم و مطالب وابسته به آنها اختصاص دارد. غالب تألیفات بیرونی به زبان عربی، یعنی زبان علمی عالم اسلام و ایران بوده است. جورج سارتون، بنیانگذار رشته تاریخ علم، بیرونی را به عنوان یکی از بزرگترین دانشمندان ایرانی بعد از اسلام و دانشمندان تمام دوران تعریف می‌کند و می‌گوید او یک نابغه جهانی است که هزار سال پیش در آسیای مرکزی می‌زیست.
بیرونی همچنین زمین‌شناس، کانی‌شناس و محققی زبردست در فیزیک و علوم طبیعی بود که از او به عنوان «پدر علم ژئودزی(زمین‌سنجی)» یاد می‌کنند؛ چرا که بیرونی خیلی پیشتر از داروین از تکامل گفته است و پیش از نقشه مرکاتور از تسطیح استوایی، پیشتر از کپرنیک و کپلر و گالیله از اخترشناسی و گردش وضعی زمین سخن رانده است.
بیرونی با پیشنهاد اینکه پاره‌هایی از پوسته زمین جابه‌جا شده و مختصات جغرافیایی شهرها تغییر می‌کند، قریب هزار سال پیش اولین کسی بود که دیدگاهی از «زمین‌ساخت ورقه‌ای» را ارائه کرد، در حالی که دانشمندان زمین‌شناسی در دهه ۱۹۶۰ به آن پی بردند. به علاوه با عبارات دقیقی از تغییرات در سنگینی سوهای مختلف زمین، افزایش برآمدگی‌ها، ژرف شدن دره‌ها، بروز ناگهانی دگرگونی‌ها، با ژرف‌بینی به دلایل کوهزایی و زمینلرزه اشارات درستی داشته است.
همچنین او توانست فرمول ساده‌ای برای اندازه‌گیری شعاع زمین پیشنهاد کند. بیرونی شعاع زمین را با روش ریاضی و فیزیک به وسیله اسطرلاب و با استفاده از قوانین مثلثات و محاسبات مرسوم در اندازه‌گیری ارتفاع کوه در خاور ایران ۶۳۴۰ کیلومتر تعیین کرد که به اندازه دقیق امروزی آن، ۶۳۷۱ کیلومتر، بسیار نزدیک است.
بیرونی در زمین‌شناسی به خصوص رسوب‌شناسی صاحب نظر زمان خود بود. وی فرآیند پیشروی و پسروی دریاها و تغییرات مسیر رودخانه‌ها را به خوبی می‌دانست و نظرات قابل توجهی در این زمینه داشته است.
این دانشمند ایرانی در مورد جهان به عنوان یک کل، دیدگاهی مشابه نظریات اینشتین و دیگر دانشمندان مدرن داشت. وی مانند اینشتین زمین را در بیرونی‌ترین سطح یک کره محدود می‌دانست و معتقد بود حرکت قسمتی از یک جرم در حال سکون از جایی به جای دیگر در یک خط مستقیم است، اما حرکت آن به دور جسم دیگر در حالت سکون، ماهیتی دایره‌ای دارد که نشان‌دهنده آن است که حرکت به دور یک نقطه ثابت مانند مرکز زمین انجام می‌شود. از این رو دیدگاه بیرونی بسیار با نظریه اینشتین موافق است.
بیرونی به عنوان محقق بزرگ، علاوه بر پرداختن به تمام دانش روز در موضوعات گوناگون به کارهای دیگر از جمله تاسیس آزمایشگاه‌ها در کشورهای کنونی ایران، پاکستان، افغانستان و ترکمنستان کمک شایانی کرد.
بیرونی میراث مشترک مردم کشورهای ایران، پاکستان، ترکمنستان، افغانستان و آسیای مرکزی و جنوبی است و وقتی در سن ۷۷ سالگی جهان فانی را وداع گفت، بیش از ۱۵۰ اثر شامل ۷۰ اثر در ستاره‌شناسی و نجوم، ۲۰ نوشتار در ریاضی و ۱۸ اثر ادبی به یادگار گذاشت.
این واقعیت موجب شد که در سال ۱۴۰۱ با تصویب شورای فرهنگ عمومی در تقویم رسمی کشور، ۱۳ شهریور به عنوان «روز علوم پایه» نام‌گذاری شود.
