人性二元论
在人性问题上，朱熹直接继承了张载和二程的思想。张载把人性分为“天地之性”和“气质之性”两种，认为人性的善恶是禀气不同所造成的。朱熹对此说十分赞赏，认为这个思想“有功于圣门，有补于后学”，“发明千古圣人之意，甚为有功。”(《语类》)二程继张载后，对“天理之性”和“气质之性”作了区别。在张、程思想的基础上，朱熹又全面论证了“天命之性”和“气质之性”的人性二元论。“理”与“气”，人生不可缺少。“理”在人未形成之前浑然于天空，于人一旦形成，便附于人体，成为先验禀赋于人心的仁、义、礼、智等封建道德，是先天的善性所在，人人皆有，故名“天命之性”。人体形成之时，必禀此气，由于气精粗、厚薄、清浊、久暂的不同，就产生了善恶、贤愚、贫富、寿夭的不同和性格上的差异。它有善有恶，名曰“气质之性”。上述二性并存于人身，这就是朱熹的人性二元论观点。
教育思想
朱熹的长期从事讲学活动，精心编撰了《四书集注》等多种教材，培养了众多人才。他的教育思想博大精深，其中最值得关注的，一是论述“小学”和“大学”教育，二是关于“朱子读书法”。
论述教育
朱熹在总结前人教育经验和自己教育实践的基础上，基于对人的生理和心理特征的初步认识，把一个人的教育分成“小学”和“大学”两个既有区别又有联系的阶段，并提出了两者不同的教育任务、内容和方法。朱熹认为8~15岁为小学教育阶段，其任务是培养“圣贤坯璞”。鉴于小学儿童“智识未开”，思维能力薄弱，因此他提出小学教育的内容是“学其事”，主张儿童在日常生活中，通过具体行事，懂得基本的伦理道德规范，养成一定的行为习惯，学习初步的文化知识技能。在教育方法上，朱熹强调先入为主，及早施教;要力求形象、生动，能激发兴趣;以《须知》、《学规》的形式培养儿童道德行为习惯。朱熹认为15岁以后大学教育，其任务是在“坯璞”的基础上再“加光饰”，把他们培养成为国家所需要的人才。朱熹认为，与重在“教事”的小学教育不同，大学教育内容的重点是“教理”，即重在探究“事物之所以然”。对于大学教育方法，朱熹一是重视自学，二是提倡不同学术观点之间的相互交流。朱熹关于小学和大学教育的见解，为中国古代教育思想增添了新鲜的内容。
他的《四书集注》被明清两代作为科举考试的内容。
朱子读书法
“朱子读书法”六条，即循序渐进、熟读精思、虚心涵泳、切己体察、着紧用力、居敬持志。这是由朱熹的弟子对朱熹读书法所作的集中概括。其中循序渐进，包括三层意思：一是读书应该按照一定次序，前后不要颠倒;二是“量力所至而谨守之”;三是不可囫囵吞枣，急于求成。熟读精思即是读书既要熟读成诵，又要精于思考。虚心涵泳中的“虚心”，是指读书时要反复咀嚼，细心玩味。切己体察强调读书必须要见之于自己的实际行动，要身体力行。着紧用力包含两方面的意义：一是读书必须抓紧时间，发愤忘食，反对悠悠然;二是必须精神抖擞，勇猛奋发，反对松松垮垮。居敬持志中的“居敬”，强调读书必须精神专注，注意力高度集中。所谓“持志”，就是要树立远大志向，并以顽强的毅力长期坚守。
科学思想
朱熹阐述“格物致知”时说：“上而无极、太极，下而至于一草一木一昆虫之微，亦各有理。一书不读，则阙了一书道理;一事不穷，则阙了一事道理;一物不格，则阙了一物道理。须着逐一件与他理会过。 ”“天地中间，上是天，下是地，中间有许多日月星辰，山川草木，人物禽兽，此皆形而下之器也。然而这形而下之器之中，便各自有个道理，此便是形而上之道。所谓格物，便是要就这形而下之器，穷得那形而上之道理而已。” 认为对天文、地理、生物、农业、气象等万事万物都应该研究。
朱熹对于古代医学经典《黄帝内经》、著名天文学家张衡的《灵宪》以及历代天文地理知识都有涉猎，特别是对北宋自然科学家沈括名著《梦溪笔谈》钻研尤深，使得《梦溪笔谈》成为其科学思想的来源之一。朱熹著有《参同契考异》，并对一些自然现象进行过实际的考察和研究，如从对高山螺蚌壳的考察去研究地球的变化等，如月用胶泥制作过立体地图。朱熹学生黄斡在《朱先生行状》中称朱熹“至若天文、地志、律历、兵机，亦皆洞究渊微。”朱熹67岁时曾回忆说：“某自五、六岁，便烦恼道：‘天地四边之外，是什么物事?’见人说四方无边，某思量也须有个尽处。如这壁相似，壁后也须有什么物事。其时思量得几乎成病。到而今也未知那壁后是何物?”从小就关心天文问题，甚至思想得几乎成病，至老都在思量天地壁后是何物。这都说明，他把理学推向鼎盛时期，使儒学的哲学化达到很高的水平，是有丰富的自然科学知识和思想作基础的。
朱熹重视观察实证：“历法恐亦只可略说大概规模，盖欲其详，即须仰观俯察乃可验。今无其器，殆亦难尽究也。” 提出要更好地研究历法，需要有好的观测仪器进行观察、检验。朱熹曾详细地描述了自己设想的一种可以使人进入其中观看天象的庞大的浑天仪——“假天仪”。他设想设计一个球体类似天球，球体内部标上星辰位置，人进入球体内部，随着球体的转动人可以随之观察星辰。“极星出地之度，赵君云福州只廿四度，不知何故自福州至此已差四度，而自此至岳台，却只差八度也。子半之说尤可疑，岂非天旋地转，闽浙却是天地之中也耶?”朱熹用浑仪观测过北极星的位置与地面所构成的夹角，并试图通过比较各地北极星的高度及其与地中岳台的关系以证明大地的运动，表明了他通过对照比较各地不同的观测数据而进行怀疑思考的科学精神。
据乐爱国先生的研究，朱熹的《北辰辨》是专门讨论天球北极星座的论文;在《尧典》注中，朱熹讨论了当时天文学的岁差、置闰法等概念;在《舜典》注中讨论了早期的浑天说、浑天仪的结构，并详细记录了当时的浑天仪结构。除此之外，朱熹对地质学化石、否认神创论、宇宙起源、地心说、大地自转、日食与月食、潮汐、雪花六角晶体形状、雨虹等的形成、地理对气候的影响、生物与人类起源、中医诊脉、农业生产结构、农作物布局及具体的生产技术等问题都有见解阐述。
