《徐霞客游记》虽然以日记体记录作者所见所闻，而内容非常丰富，既是一部优美可读的文学游记，又是一部极有学术价值的地理著作。记载的内容包括山川源流、地形地貌、矿藏物产、生物形态以及工农业生产状况、城市聚落、建筑、历史、地理等民情风俗。其中以地貌、水文、气象、地质、动植物等方面的篇幅最多，学术价值尤大。
1.地貌学成就。徐霞客三十多年的旅行考察，看见过许多地貌形态。记录在游记中的地貌类型就有岩溶地貌、山岳地貌、红层地貌、流水地貌、火山地貌、冰缘地貌和应用地貌七种。被他描述过的地貌形态名称多达一百零二种。其中我国西南地区岩溶地貌尤为详细。
地表岩溶方面，徐霞客通过实地考察我国东南、中南和西南地区岩溶地貌最发达的地区，非常全面而系统地记录了这些地区地表岩溶的各类地貌形态，如石芽、溶沟、岩溶裂隙、落水洞、漏斗、竖井、溶蚀洼地、岩溶槽谷、岩溶盆地、盲谷、干谷、岩溶嶂谷、天窗、天生桥、岩溶湖、岩溶泉、峰林、孤峰、岩洞、穿山、溶帽山等。他所记的这些地貌形态的名称，有的与现在的一致，有的则不相同。
如石芽、溶沟他称“石萼”、“花萼”、“石纹”、“石齿”、“石骨”；落水洞他称“仰釜潭”、“窞”、“龙珠穴”；漏斗他称“釜底穴”；竖井他称“深井”；溶蚀洼地他称“盘洼”、“峒”；岩溶槽谷他称“坞”；岩溶盆地他称“盘壑”、“甸”、“坞”；盲谷他称“落水坑”；干谷他称“枯涧”；岩溶嶂谷他称“峡”；岩溶天窗他称“石隙”、“石窍”、“石窦”；天生桥与现在一致。
岩溶湖他称“池”、“塘”、“潭”、“海子”、“湖”；岩溶泉他称“泉”；峰林他称“石山”、“石峰”，孤峰他称“独山”、“独秀”；岩洞他称“岩”；穿山他称“月岩”、“穿山”；溶帽山他称“土山顶上的石峰”。此外，徐霞客还对岩溶地貌的分布范围及地区差异作了精辟的论述。由此可见，徐霞客对地表岩溶地貌已有一套系统的分类和命名。这种情况如果不是对地表岩溶有深入而系统的考察研究，是做不到的。
地下岩溶方面，徐霞客的论述也非常精彩，内容十分丰富，包括溶洞、洞穴堆积、地下河、地下湖、洞穴瀑布等。徐霞客的论述是建立在广泛而深入的实地考察基础上的，因而具有很高的科学价值。《徐霞客游记》中记载的溶洞共二百八十八个，经他亲自入洞考察的有二百五十个，占百分之八十七，这个数字不包括他游过但现存《徐霞客游记》中没有记载的溶洞，如张公洞、善卷洞等。描述洞穴的内容包括洞穴大小和洞口方向，洞穴类型和形态结构，洞穴堆积，洞穴生物，洞穴气候，洞穴音响，洞穴考古，洞穴利用，洞内石头的颜色，洞穴成因等十二项。有的地方还记述了他考察洞穴的技术。这是一部相当完整的世界最早的关于岩溶地貌学和洞穴学的科学文献，反映了当时世界的最先进水平。徐霞客则是世界最早的伟大的岩溶学家和洞穴学家。
2.水文学成就。《徐霞客游记》用较大的篇幅描述了各地的水体类型和水文特征，记载大小河流五百五十一条，湖、泽、潭、池、沼泽一百九十八个。对河流水文的描述包括流域范围，水系，河流大小，河水的流速，含沙量，水量变化，水质，分水岭，伏流，河床的地区差异等。为了论证长江的源头，晚年他专门写了《江源考》，据理反驳“岷山导江”的错误，理直气壮地主张：“推江源者，必当以金沙为首”。为人们正确地认识江源作出了贡献。
《徐霞客游记》把沼泽称作“阻洳”、“湖”或“干海子”。当他考察了云南保山大寨的干海子后，写了一篇相当精彩的论述沼泽形态、性质、生产性能、水文特征的专题论文，把这个沼泽的形状、大小、生物、土壤、水文、生产、交通、物理性质作了详细的描述。像这样详细而具有科学价值的论述沼泽的文献，在徐霞客以前没有出现过。根据徐霞客的描述，现代地理学者认为这个沼泽“可能是一片泥炭沼泽地。在这片泥炭沼泽地里，上面生长着‘芜草青青’的茂密植被，下有‘草土浮结’和‘芜土交陷’的泥炭层，而且还有补给沼泽的溪水流经其间”。这个地方，现在已建成水库，叫做大海坝水库。再也见不到当年徐霞客所描述的景象了。
《徐霞客游记》关于地下热水的记载也很丰富。他把水温不同的地下热水分成四类：(1)冷水泉，与冷矿水相当，水温在25℃以下。(2)温泉，与低中温热水相当，温度在25℃—55℃。
(3)热水泉，与高温热水相当，温度在55°—90℃。(4)沸泉，与过热水相当，温度在90℃以上。徐霞客对地下热水的分类跟现代地下热水分类很接近，难能可贵。此外，记载了当时人们利用地下热水资源的各种办法，如沐浴、治病、食品加工、提取地下热水中的矿物资源——硫黄、硝等。
3.人文地理成就。《徐霞客游记》中有不少人文地理内容，如手工业、矿业、农业、交通运输、商业贸易、城镇聚落、少数民族、各地民情风俗等。如，书中记载了煤、锡、银、金、铜、铅、硝、盐、雄黄、硫黄、玛瑙、大理石等十二种矿物的产地、开采和冶炼情况，是明代重要的矿冶史料。
4.文学成就。在中国历史上，有些地理名著，因为它有很高的文学价值才得以流传。如《山海经》、《水经注》、《法显传》等。《徐霞客游记》也是如此。书中描写事物所采用的清新优美文笔，使读者爱不释手。乾隆四十一年以前的一百三十五年间，完全靠读者用笔抄写来流传。乾隆四十一年以后，才有刻本流传。对《徐霞客游记》的文学价值，不少名家有过中肯的评论。有的说它“真、大、奇”，有的说它“直叙情景，未尝刻画为文，而天趣旁流，自然奇警”，“古今纪游第一”。有的说它“游记之夥，遂莫过于斯编”。有的说“其笔意似子原，其叙事类龙门……凡在编者，无不搜奇抉怪，吐韵标新，自成一家言”。这些赞美之词是实事求是的，一点也不过誉。徐霞客是当之无愧的游记文学大师。
总之，徐霞客既是科学家，又是文学家。他在地理科学上取得了杰出的成就，同时也在文学上取得了卓越的成就。《徐霞客游记》既是一部杰出的地理著作，也是一部伟大的文学著作。徐霞客及其游记同时在科学和文学两个领域中放射出异彩，耀眼夺目。
