Rozwinął tam bogatą aktywność naukową, tworząc na uniwersytecie ważny ośrodek badań indoeuropeistycznych.
Badania naukowe Czołowy przedstawiciel szkoły młodogramatyków, zwolennik tezy o bezwyjątkowości praw głosowych. Autor ok. 400 publikacji. Jego najważniejszym dziełem (przy współudziale Bertholda Delbrücka) jest Grundriß der vergleichenden Grammatik der indogermanischen Sprachen, 5-tomowe dzieło obejmujące fonetykę i morfologię języków indoeuropejskich. Z Wilhelmem Streitbergiem założył w 1882 istniejące do dziś czasopismo „Indogermanische Forschungen”.
Wybrana twórczość Ein Problem der homerischen Textkritik und der vergleichenden Sprachwissenschaft (1876) Zum heutigen Stand der Sprachwissenschaft (1885) Grundriss der vergleichenden Grammatik der indogermanischen Sprachen (współautor: Berthold Delbrück), t. 1-5 (1886–1900) Kurze vergleichende Grammatik der indogermanischen Sprachen (1904) Die Demonstrativpronomina der indogermanischen Sprachen (1904) Morphologische Untersuchungen auf dem Gebiete der indogermanischen