張元素醫學思想的可貴之處，首先是他具有革新精神。他虛心研究學習古代的醫學理論，但不拘泥古方。他明確地聲稱：“運氣不齊，古今異軌，古方新病，不相能也”。就是說，時代不同，具體氣候和患病者的體質等情況不同，病情有變化，不能完全再按過去的處方用藥。他就是在這種思想的指導下，靈活地吸收前人經驗，結合自己數十年的臨牀實踐，不斷總結，有了新的建樹的。
張元素以研究臟腑病機爲中心，成爲一派醫家之開山。對於脾胃病的治療方法成爲易水學派師弟相傳的家法，其弟子李東垣、王好古均爲中國醫學史上青史留名的人物。張氏對藥物學的貢獻很大，其所撰《臟腑標本寒熱虛實用藥式》一文，探討藥物功效及臨牀應用，後被李時珍收入《本草綱目》之中，可見其學術影響之一斑。
張元素具體的醫學成就對於後世影響廣泛，主要有兩個方面：
一是他的臟腑辨證說。即從人的臟腑寒熱虛實來談病機辨證的學說。對於一般內科雜病的治法，主張先從辨臟腑的虛實着手。如對肝病，他首先提出肝臟的正常生理，然後列述肝脈在各種不同病理情況下的變化，進而定出較標準的藥物和處方。其它臟腑也大致如此，既有理論，又有實踐經驗，比前人的論述，更爲深刻，有了大的發展和提高，自成一個完整的體系。
二是他的遣藥制方論。即根據藥物的特性處方的一療病處方的一套理論。中醫學上，把寒、熱、溫、涼看作藥的氣，把酸、苦、辛、鹹、甘、淡看作藥的味，氣與味合，而成藥性。也就是藥效作用的根本所在。張元素認爲各種藥物的氣味厚薄是不相同的，從這個觀點出發，他把藥物諸品分成五大類，這是他的創見。他還發明藥物歸經之說，取各藥性之長，使它們各歸其經。如同一瀉藥，有瀉肝火的，有瀉肺火的，等等。在這個基礎上，張元素擬定了制方的原則，共分“風、溼、暑、燥、寒”五種製法，十分詳盡。他以什麼特性的藥，治什麼症候的病，借相生相剋的關係，說明療病的原理，具有樸素的辨證因素，這一點是很可貴的。
張元素在臟腑辨證，遣藥制方兩方面的理論，不僅在當時具有指導意義，就是今天，也仍爲我們借鑑和運用，是對我國醫學發展的重要貢獻。
張元素同劉完素一樣，弟子也很多。其中以李杲、王好古(均爲河北人)爲最著名，他們二人在易水學派中的成就最大。
