沙畹52岁英年早逝。他曾被时人称作“本时代的首席汉学大师”。这一美誉并非言过其实，因为沙畹留下的研究成果不仅数量大、质量高，而且研究涉猎研究领域极广（历史、艺术、铭文学等等）。
古代中国
沙畹在放弃哲学转习汉学之后，于1889年被派往中国，并且随即着手翻译史学的扛鼎之作——司马迁（公元前约145年-公元前约86年）的《史记》。这部由司马迁独自完成的奠基巨作，记录了中国从源起直至公元前二世纪末之间的全部历史。沙畹在1895年至1905年之间翻译发表了全书130卷中的前47卷，即《史记》中的“本纪”、“表”、“书”及部分“世家”。可惜他没有足够的时间继续翻到“列传”的部分。他的译文最后以《司马迁的传体史》（ Les Mémoires historiques de Se-ma Ts’ien ）为题出版，堪称展现其能力的典范之作，获得了一致的认可。他还对山东地区东汉（公元25-220年）时期的浮雕产生了浓厚的兴趣，对武梁祠的考察让他撰写了第一部重量级的著作《中国两汉石雕》（ La sculpture sur pierre en Chine au temps des deux dynasties Han ，1893）。回到巴黎之后，他成为了法兰西公学院的教授。1906-1907年间他返回中国，历时一年，研究考察中国的古迹，特别是石雕及石刻。期间他收集并拍摄了数千份拓片及照片，并用两卷图册出版了其中精华部分，而且还附上了两卷详细的目录，这就是1909-1915年间出版的著名四卷《华北考古考察图谱》（Mission archéologique dans la Chine septentrionale）。他的考察之旅从满洲启程一路行至由古都长安演变而成的西安。他的书分成两部分，“汉代雕刻”及“佛教雕刻”。在第一卷中，他通过对河南登封石柱及山东孝堂山和吴氏家族两处墓葬遗迹所展开的细致调查，进一步深化了他对汉代石刻的最初研究成果。他还对山东一省的大部分墓碑、墓葬石刻石雕进行了清点。
佛教的中国
《华北考古考察图谱》（Mission archéologique）的第二部分为我们介绍了山西大同附近的云岗石窟、河南洛阳附近的龙门石窟以及也位于河南省的贡县石窟。特别是五世纪末至十世纪间在龙门石窟中刻下的近五百个许愿的铭文。沙畹涉足佛教研究也始于对长城东端重要关口之一、离北京不远的居庸关内所刻六种语言碑铭的研究（《亚洲学报》，Journal asiatique, 1894）。与此同时，他也完成了对一位著名的僧侣旅行家及翻译大家义净（635-713）自传《大唐求法高僧西域取经传》的翻译（Mémoire composé à l’époque de la Grande Dynastie des T’ang sur les religieux éminents qui allèrent chercher la Loi dans les pays d’Occident）。该书记述了数位中国僧侣拜访佛祖足迹的西游经历。才华横溢的沙畹还通过对《中国佛藏五百故事选》（Cinq cents contes et apologues extraits du Tripitaka chinois）的翻译展示了其在民俗学方面的成就。这本书的前三卷陆续在1910年至1911年间出版，第四卷则在其过世以后的1934年得以出版。出于对中国僧人及旅行家在印度旅行线路的兴趣，他还继法兰西公学院前辈（雷慕沙、德里文等）之后，翻译了数篇篇幅较短的游记，其中最重要的有六世纪的惠生与宋云行记（《亚洲学报》，Journal asiatique, 1903）及王玄策使天竺记（《亚洲学报》，1900年）。
中国与中亚
沙畹对中国对外关系，特别是对中国中亚关系研究的热衷，并非仅限于与佛教印度之间的关系。自1900年代初起，他就开始深入研究突厥，最先是从翻译评注中文中关于西突厥的文字入手。1903年他出版了《西突厥史料汇编》（Documents sur les Tou-kiue (Turcs) occidentaux），描述了这一公元六世纪末至八世纪中期统治了中亚部分领土的民族。通过分析追溯中国历日的起源，沙畹对中国的十二年为一周期的纪年及动物生肖进行了研究。在一篇题为《突厥十二生肖纪年》（Le cycle turc des douze animaux ，1906）的文章中，他对历史进行了考证并推断十二年的纪年周期来自突厥或匈奴。这一推断后来遭到质疑，把起源和引鉴弄反了。与此同时，沙畹继续对汉化或者未汉化的中亚地区展开研究，包括翻译了公元初年西域的相关记录（特别是《后汉书中的西域》，Les pays d’Occident d’après le Heou Han chou 《通报》，1907年），并且接受了斯坦因的邀请，研究其1900-1901年间在新疆首次考察探险时所获取的资料。这批来自和田、吐鲁番、尼雅及敦煌的从汉代直至唐代的史料就是《奥莱尔·斯坦因在东土耳其斯坦沙漠中所获汉文文书考释》（ Les documents chinois découverts par Aurel Stein dans les sables du Turkestan Oriental, traduits et annotés）。需要指出的是，有一篇作为重大成就的文章是沙畹与伯希和合作完成的，这一文章是对敦煌第17号窟的大量珍贵史料的一篇有关摩尼教的汉语文献的研究成果。与沙畹的大部分文章相似，这篇多达400多页的文章发表在亚洲学报1911年11月-12月刊（novembre-décembre 1911 ）及1913年1月-2月刊（janvier-avril 1913）上。
中国铭文
沙畹很大一部分作品是对各种类型的碑铭和碑刻的研究。沙畹就此发表了十几篇文章，有的篇幅还很长，但是很难从中挑出代表作。在这些研究中，沙畹不仅翻译了他所收集或获赠的碑铭拓片，还予以注释。比如在金石美文学院数位学者1902年论文集中发表了《据夏尔-厄德·鲍楠先生拓片考释的中亚汉文铭文十种》（Dix inscriptions chinoises de l’Asie centrale d’après les estampages de M. Ch.-E. Bonin ）一文。这些碑文出自甘肃敦煌和凉州及新疆库车，同时代的人包括中国人此前对此都闻所未闻。几年后，沙畹还研究了《元代中国公署碑文与告示》（Inscriptions et pièces de chancellerie chinoises de l’époque mongole ）（《通报》1904-1908年）。沙畹涉猎兴趣之广还表现在他所著的《泰山——中国祭礼专论》（Le T’ai chan. Essai de monographie d’un culte chinois ，1910）一书，该书是关于泰山之巅重要碑文的一部研究专著。
沙畹的著作中也包括对道教及信仰崇拜的研究，比如对投龙简的研究（《投龙简》Le jet des dragons，1919年）——投龙简是投送刻于金石之上的祈祷天神的告文龙简；还有对地图制图的研究；对云南少数民族人口的研究以及对中国道德思想的研究等等。