Еще студентом, в Лейпциге, Соссюр опубликовал Мемуар о первоначальной системе гласных в индоевропейских языках (Memoire sur le systeme primitif des voyelles dans les langues indo-europennes). Мемуар (написанный в 1878), хотя и остался единственной работой, опубликованной Соссюром, сразу поставил его в ряд ведущих авторитетов в лингвистике того времени. Основываясь на чисто структурных соображениях, он предположил, что в индоевропейском праязыке – реконструируемом предке многих языков Европы и Азии – имелись особые фонемы, исчезнувшие в дочерних индоевропейских языках (таких, как санскрит, древнегреческий и латинский). Эта гипотеза, известная как ларингальная теория (утраченные фонемы были впоследствии условно названы ларингалами), помогла объяснить многие проблемы в изучении эволюции индоевропейской фонологической системы. Хотя многие ее положения не бесспорны, сам факт существования ларингальных фонем в праиндоевропейском языке ныне ни у кого не вызывает сомнений. В расшифрованном уже после смерти Соссюра хеттском языке были выявлены ларингальные фонемы, существование которых он предположил для праиндоевропейского языка.

Другой важнейший труд Соссюра – Курс общей лингвистики (Cours de linguistique generale) – был издан в 1916, уже после смерти ученого. Эта книга, в которой перу самого Соссюра не принадлежит ни одной строки, представляет собой реконструкцию курса, составленную по записям студентов учениками лингвиста Шарлем Балли и Альбером Сеше. Именно благодаря публикации Курса взгляды Соссюра на природу языка и задачи лингвистики получили широкую известность.

Среди многочисленных теоретических положений Курса особенно важно различение диахронической (исторической и сравнительной) и синхронической (дескриптивной) лингвистики. Соссюр доказывает, что диахроническое исследование должно основываться на тщательно выполненных синхронических описаниях. Ученый полагал, что исследование изменений, происходящих в историческом развитии языка, невозможно без внимательного синхронного анализа языка в определенные моменты его эволюции. Сопоставление же двух разных языков возможно лишь на основе предварительного тщательного синхронного анализа каждого из них. Наконец, по Соссюру, лингвистическое исследование только тогда адекватно своему предмету, когда учитывает как диахронический, так и синхронический аспекты языка.

Второе важнейшее положение теории Соссюра – различение между знанием языка его носителем и использованием языка в повседневных ситуациях. Соссюр подчеркивал, что лингвисты должны отличать набор единиц, образующих грамматику языка и используемых всеми его носителями при построении фраз на данном языке, от конкретных высказываний конкретных говорящих, которые вариативны и непредсказуемы. Общий для всех говорящих набор единиц Соссюр называл языком (la langue), а конкретные высказывания индивидуальных носителей языка – речью (la parole). Именно язык, а не речь является истинным объектом лингвистики, поскольку адекватное описание языка должно отражать систему элементов, известную всем его носителям.

Хотя ныне необходимость разграничения синхронического и диахронического изучения языков столь же очевидна для лингвиста, как и различение знания языка его носителем и использования последним этого знания, в эпоху Соссюра такой ясности не существовало. Эти различения, как и многие другие идеи ученого, стимулировали пересмотр традиционных лингвистических методов и, по словам известного американского лингвиста Леонарда Блумфилда, заложили «теоретический фундамент нового направления лингвистических исследований».