他所著的《備急千金要方》，簡稱《千金要方》，共三十卷，內容極為豐富。分醫學總論、婦人、少小嬰孺、七竅、諸風、腳氣、傷寒、內臟、癰疽、解毒、備急諸方、食治、平脈、針灸等，共計二百三十二門，收方五千三百首。特別值得注意的是，書中首創「復方」。《傷寒論》的體例是一病一方，而孫思邈在《千金要方》中發展為一病多方，還靈活變通了張仲景的「經方」。有時兩三個經方合成一個「復方」，以增強治療效果；有時一個經方分成幾個單方，以分別治療某種疾病。這是孫思邈對醫學的重大建樹，是我國醫學史上的重大革新。《千金翼方》是對《千金要方》的補編。書名含有和《千金要方》相輔相濟，羽翼雙飛的意思。此書共三十卷，其中收錄了唐代以前本草書中所未有的藥物，補充了很多方劑和治療方法。首載藥物八百餘種。這兩部書，合稱為《千金方》，收集了大量的醫藥資料，是唐代以前醫藥成就的系統總結，也是我國現存最早的醫學類書，對學習、研究我國傳統醫學有重要的參考價值。宋代郭思高度評價《千金方》，說：「世皆知此書為醫經之寶」（《千金寶要》）。清代醫學家徐大椿也認為該書「用意之奇，用藥之功，亦自成一家，有不可磨滅之處」（《醫學源流論》）。這書不僅在國內受歡迎，而且還影響到國外，如朝鮮，日本。公元六O八年，日本來中國學醫的醫生，就把《千金方》等方帶回日本，對日本的漢醫影響深遠。

由於孫思邈結合實踐，虛心地廣泛地學習各家之長，所以醫學水平很高，有許多獨特的貢獻。其中，對腳氣病的治療最為擅長。腳氣病是由於人體缺乏維生素乙引起的。這種病多少年來折磨著江南一帶群眾。孫思邈在學習前人和總結群眾經驗的基礎上，經過長期探索，終於提出一個有奇效而又簡便的防治方案，那就是用防己、細辛、犀角、蓖麻葉、蜀椒、防風、吳茱萸等含有維生素乙1的藥物來治療，用含有維生素乙1的谷皮（楮樹皮）煮湯調粥常服來預防，這在世界醫學史也是非常先進的。歐洲於公元一千六百四十二年，開始作腳氣病的研究，而孫思邈早在公無六百年左右，已經詳加論述，並掌握了正確的防治方法，比歐洲早了整整一千年。

孫思邈特別重視婦幼保健，是創建婦科的先驅。他在《千金要方》中首例婦科三卷，兒科一卷，把婦兒科放在突出的地位。他還打破當時醫學界「各承一業」的陋習，主張用綜合療法治病。他說：「良醫之道，必先診脈處方，次即針灸，內外相扶，病必當愈」。他本人用藥、用針、用灸都很精熟，對病人，不問「貴賤貧富」，不分「晝夜寒暑，飢渴疲勞，一心趕救」。一次，他在路上看到幾個人抬著棺材在前面走，從棺材裡滴出幾點鮮血，後邊跟著一個老婆婆，傷心大哭。這種情況引起他的注意。一問，才知道棺材裡的「死人」是老婆婆難產剛死的獨生女兒。他告訴老婆婆，產婦並沒有死。於是開棺搶救。一看，產婦臉色蠟黃，一絲血色也沒有，同死人無異，但一摸脈搏還在微微的跳動。孫思邈選定穴位，只紮了一針，不一會，產婦就甦醒過來，胎兒也順利下產。眼看母子得救，大家十分感激，齊聲稱讚他的醫術高明。《歷代名醫圖贊》稱道：「唐孫真人，方藥絕倫，扶危拯弱，應效如神」（《本草蒙筌》）。

孫思邈在生之年為醫藥事業作了那麼多重大的貢獻，臨終時，卻遺囑「薄葬，不藏明器，祭去牲牢」。這種精神是很可貴的。他深受人民的愛戴和敬仰。他的家鄉人民給他修廟立碑，把他隱居過的「五台山」改名為「藥王山」。山上至今保留有許多有關孫思邈的古跡，如「藥王廟」、「拜真台」、「太玄洞」、「千金寶要碑」、「洗藥池」等。這也說明歷代人民對他的感情是多麼深厚。

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