قسمت اعظم ۱۵۰ رساله و نامه های طوسی به زبان عربی نوشته شده است. وسعت معلومات و نفوذ او با ابن سینا قابل قیاس است جز آنکه ابن سینا پزشک بهتری بود و طوسی ریاضیدان برتری. از پنج کتابی که در زمینه منطق نوشته شده است اساس الاقتباس از همه مهمتر است. در ریاضیات تحریرهایی بر آثار آوتولوکوس، آرستاخوس، اقلیدس، آپولونیوس، ارشمیدس، هوپسیکلس، تئودوسیوس منلائوس و بطلمیوس نوشت. از جمله مهمترین آثار اصیل وی در حساب هندسه و مثلثات جوامع الحساب بالتخت و التراب، رساله الشافیه و اثر معروفش کتاب شکل القطاع است که به نوشته های رگیومونتانوس اثر گذارده است.
معروفترین آثار نجومی وی زیج ایلخانی که در سال ۶۵۰ نوشته شده می باشد و همچنین تذکره فی علم الهیئه است. کتاب تنسوق نامه و کتابهایی در زمینه اختربینی نیز نوشته است. احتمالاً برجسته ترین کار طوسی در ریاضیات در زمینه مثلثات بوده است در کشف القناع عن اسرار شکل القطاع، وی نخستین کسی بود که مثلثات را بدون توسل به قضیه منلائوس یا نجوم توسعه بخشید و هم او بود که برای نخستین بار قضیه جیوب را، که رویداد برجسته ای در تاریخ ریاضیات است به روشنی بیان کرد. در نجوم تذکره فی علم الهیئه وی شاید کاملترین نقد بر نجوم بطلمیوسی در قرون وسطی و معرف تنها الگوی ریاضی جدید حرکات سیارات است که در نجوم قرون وسطی نوشته شده است.