我国古代的药物原料，以草类最多，所以中药被统称为“本草”，最古老的药物书籍就是秦汉时人所作的《神农本草经》，或者简称《本草》。久而久之，《本草》就成了药物典籍的代称了。经过深入的研究和丰富的临床实践，李时珍发现唐宋时期修的《本草》，几百年来没有再修改过，其中有很多错误。医生们往往因照书开方，误投药物而误人性命。有一次，他了解到一位医生按药典处方，开的是补药防葵，可病人服后突然死去。又有一次，他见一位医生处方用了补药黄精，结果病人也在服用后死去了。李时珍经过研究，弄明白了药典上误将狼毒当作防葵，将勾吻当作黄精了。而狼毒和勾吻都是毒药，难怪要致人死命啊。李时珍心想，几百年来，因误用药石而丧失性命的病人不知道有多少呢。因此他治病处方时，十分谨慎，做到了完全有把握，所以经他医治的病人药到病除。这时候他已成了一位很有名的医生了。
楚王听说李时珍的大名，就把他召到王府里去，让他担任掌管良医事务所的职务，为贵族治病；后来又推荐他到京城的太医院任院判。但他不愿为皇帝和贵族服务，厌恶宫廷中死气沉沉的生活；却利用难得的机会，阅读了宫中珍藏的古典药籍，使自己的知识更广博，研究更深入了。不到一年，他就辞去宫廷中的职务，回到家乡，仍以行医为业，并且决定集中全力，编写《本草纲目》。
为了写好这部书，李时珍作了充分的准备，阅读了八百余种医药学著作和其他古籍，并且特别注重把从书本里学到的东西拿到实际中去考察。为此，他走遍了家乡的山山水水，还远行到了湖北的武当山，江西的庐山，江苏的茅山，还到过河南、安徽、河北等地，采集了大量的药材标本，并且经过研究，在有把握的前提下，用于临床试验。这样，历时二十七年，经过三次大的修改，到万历六年（1578年），《本草纲目）终于编写完成了。在编书的过程中，他动员全家力量，让儿子、孙子和弟子参加校订和一部分编写与抄写的工作。
《本草纲目》全书分为十六部、六十二类、五十卷，共计一百九十多万字；收录药物一千九百三十二种，比前人增加了三百七十四种；载入药方一万一千零九十六个，比前人增加了四倍。书中配上一千一百六十幅插图，绘制了各种药物的形象。《本草纲目》成了一部图文并茂、集前人药物学之大成、具有空前科学水平的大药典。它的突出成就表现在以下几个方面。