Holmes był genialnym detektywem, wykorzystującym do rozwiązywania zagadek kryminalnych metody, jak sam autor określał, dedukcji. W rzeczywistości używaną metodą było rozumowanie abdukcyjne. Swoje śledztwa opierał na umiejętności obserwacji i znajomości psychologii, chemii, balistyki, matematyki, a także dużej wiedzy na temat wielu kultur i religii. Kierował się także intuicjąHolmes czasem mówi o sobie I have a kind of intuition that way (mam swoistą intuicję – Studium w szkarłacie) i all my instincts are one way (wszystkie moje instynkty mówią mi co innego – Przedsiębiorca budowlany z Norwood).. Był utalentowanym skrzypkiem i bokserem. Zwykle był opanowany, rzadko ujawniał uczucia, na wieść o zaręczynach Watsona zareagował: Miłość to kwestia emocjonalna, a wszystko co emocjonalne, jest przeciwieństwem chłodnego rozsądku, który cenię nade wszystko. Sam nigdy się nie ożenię, chyba że coś zmieni moje zdanie (Znak czterech). Nałogowo palił tytoń, czasem, mimo przestróg przyjaciela, zażywał kokainę i morfinę, twierdząc, że rozjaśniają umysł.