Михайло Максимович був одним з останніх у світовій науці вчених-енциклопедистів. Важко навіть перелічити всі сфери його діяльності: ботаніка, історія, етнографія, лінгвістика, археологія, філософія, поезія... Діапазон інтересів, різнобічність і творча обдарованість Максимовича, вільне володіння давніми й сучасними мовами (а також глибокі знання майже всіх слов'янських говорів) вражали його сучасників. Тож не дивно, що саме йому випала честь стати організатором і першим ректором Київського університету Св. Володимира.
Читаючи лекції з ботаніки, він у 1827 р. захистив дисертацію на тему "Про системи рослинного царства", де продовжив роботу, почату ще у XVIII ст. Карлом Ліннеєм. Результати своїх досліджень він оприлюднив у двотомнику "Основи ботаніки" (1828—1831), першій науковій праці такого роду, виданій у Росії. Услід за цим (1833) він опублікував популярну, розраховану на широкий читацький загал, книгу з природознавства.
Максимович, як і згадані представники самобутньої традиції української та російської філософії, упевнений, що справжня мудрість грунтується на любові, що відповідає глибинним переконанням усіх великих представників київської духовної школи, зокрема Г. Сковороди, П. Авсенєва, більшості кирило-мефодіївців — від В. Білозерського до П. Юркевича.
Найважливішу роль у визначенні напрямку інтелектуальних пошуків викладачів і студентів Київського університету від початку відіграли дослідження, що проводилися М.Максимовичем як особисто, так і із залученням колег і творчої молоді. Він сформував і видав три альманахи "Киевлянин" (1841—1842). У 1839 р. побачила світ фундаментальна "Історія давньої російської словесності".
Під час роботи в Києві Максимович реалізує себе як славіст-мовознавець світового масштабу, розробляючи найдокладнішу (на той час) класифікацію слов'янських мов. Він приділив особливу увагу обґрунтуванню самостійного статусу української мови, яка за давністю, масштабністю та іншими характеристиками не поступається російській, польській чи чеській. Цим питанням учений присвятив низку статей 1838, 1845 і 1850 pp.
Плодом копіткої дослідницької роботи став виданий 1849 р. "Збірник українських пісень". У доволі докладній передмові до нього Максимович продовжував розвивати ідею символічного розуміння пісні як вираження народної душі. Осмислюючи природу української та російської народної пісні, Максимович дає узагальнюючі характеристики менталітету двох народів.
Основною сферою досліджень М.Максимовича залишається історія України. Він чудово знав стародруки й давньоруські документи, тому переконливо обґрунтував безперервність розвитку від давньоруських часів до сучасної України. Особливе місце в дослідницькій роботі Максимовича в останній період його життя займав Київ. Йому Михайло Олександрович присвятив кілька статей, а також окремий "Нарис історії Києва" (1847). Перу Максимовича належать і спеціальні роботи про козацькі часи (зокрема і про Богдана Хмельницького), про гайдамаччину та Коліївщину, криваве селянське антипольське повстання на Правобережній Україні 1768 р. Працював він також і в галузі археології, виступивши автором першої в Україні роботи (про стріли найдавніших часів. Хата М.Максимовича на хуторі Михайлова Гора біля с. Прохорівки Золотоніського повіту
Михайло Максимович мав славу й загальне визнання як видатний учений і педагог, почесний професор багатьох російських і європейських університетів, член низки наукових товариств. Однак із Російською імператорською академією наук відносини в нього складалися не найкраще, передусім через його принципову критику великодержавних історичних концепцій, що почали утверджуватися в російській офіційній історіографії після придушення польського повстання і з поширенням шовіністичної "почвеннической" ідеології. Тому лише наприкінці життя, 1871 p., він був обраний членом-кореспондентом цієї наукової організації.