Чжан Дунсунь был одним из самых компетентных в Китае знатоков западной философии. Перевел на китайский язык диалоги Платона, труды Бергсона Материя и память и Творческая эволюция. Наибольшее влияние на его мировоззрение оказали И.Кант, Д.Юм, Б.Рассел, К.И.Льюис, А.Н.Уайтхед. В философской проблематике Чжан Дунсунь основной упор делал на теорию познания, стремясь к реализации синтеза культур Востока и Запада в сочетании неоконфуцианского рационализма (ли-син чжэ-сюэ) с реинтерпретированным кантианством, что в целом приобрело форму «гносеологического плюрализма» (до-юань жэнь-ши-лунь), или панструктурализма. Свою философскую позицию сам называл «скептическим идеализмом» (цунь-и вэй-синь-лунь). Из написанных им книг наибольшее теоретическое значение имеют: Жэнь-ши-лунь (Гносеология), Чжи-ши юй вэнь-хуа (Познание и культура), Синь чжэ-сюэ лунь-цун (Сборник статей о новой философии), Дао-дэ чжэ-сюэ (Моральная философия). Рассуждая в русле общей семантики, Чжан Дунсунь утверждал, что структура предложения в основных европейских языках сводима к элементарному виду «a есть b», тогда как в китайском языке элементарной является структура «a соотносится с b» (a R b), что обусловлено отсутствием в письменно-литературном китайском языке вэньяне глагола-связки «быть». Следовательно, синтаксису вэньяня более близка логика отношений, а не Аристотелева силлогистика. Отсутствие связки «быть» – причина того, что китайская философия (если отвлечься от буддийских привнесений) не знает категорий тождества, субстанции, причинности, атома и вообще не имеет онтологии и космологии (при наличии космогонии и «жизнесозерцания» – жэнь-шэн-гуань). В целом логику китайских мыслителей, чуждую закону противоречия, он определил как «логику противоположности», или «коррелятивной дуальности», поддержав тем самым теорию господства в Китае «коррелятивного мышления».

Выступая против марксистского понимания диалектики, Чжан Дунсунь в 1934 развернул дискуссию о диалектическом материализме. Не признавая существование противоречий в объективной действительности, он доказывал, что познание должно подчиняться логическим, а не диалектическим законам и марксистская философия представляет собой всего лишь спорную обществоведную гипотезу.

Стремление Чжан Дунсуня к синтезу восточных и западных ценностей сказалось на его трактовке демократии, не только как социально-политической системы правления, но и как «определенного уровня развития цивилизации», характеризующегося высокими духовно-моральными принципами. Эквивалент западной категории «свобода» он находил в китайской концепции «самоудовлетворения, самодовления» (цзы дэ), которое достигается, когда «каждый следует своей природе» и «живет в гармонии с разумом». Осуществившийся в конце 1940-х годов сдвиг его интересов от метафизики к социологии познания и вера в культурную обусловленность понятий привели Чжан Дунсуня от неприятия к диалогу с марксизмом. Результатом последнего стала концепция «среднего курса», подразумевавшая социальное партнерство в обществе, буржуазный демократизм в политике и социалистическое планирование в экономике.