阿波洛尼厄斯是几何学中综合法的能手。他以欧几里得的传统写了一部巨著《圆锥曲线论》。这部巨著除了综合前人的成就外，还有自己独到的见解，它几乎将圆锥曲线的性质网罗殆尽，是古希腊几何学的登峰造极之作。这部著作使他在同辈之间赢得了“大几何学家”的称号，美国数学史家贝尔（Bell）说：“阿波洛尼厄斯作为一个综合的‘纯’几何学家，在19世纪的施泰纳以前是无与匹敌的。
  ”并对17世纪数学的发展产生了深远的影响。 除了《圆锥曲线论》外，阿波洛尼厄斯还写了下列著作：《论经例截点（或截线、截面）》（181个命题）；《论特殊截点（或截线、截面）》（124个命题）；《论确定的截点（或截线、截面）》（83个命题）；《相切》（124个命题）；《斜向》（125个命题）；《平面轨迹》（147个命题）。
  只有《论比例截点（或截线、截面）》保存下来了，不过是阿拉伯文的。为复原这6本书，后来的学者作了不少努力：哈雷（Halley）于1706年复原了前两本；西摩松（Simson）于1704年复原了第三本；韦达（Vieta）于1600年复原了第四本；盖塔尔提（Ghetaldi）于1607年，复原了第五本；费马于1637年，复原了第六本。
  由于费马在复原《平面轨迹》一书时，受到其启发而发现了解析几何的原理，因而这本书在数学史中有着特殊的地位。阿波洛尼厄斯还研究过从定点到已知圆锥曲线的最大和最小距离问题。 　　阿波洛尼厄斯还写过一本关于求圆面积的书，名叫《快速算法》，他在那里自认为用较好的算术方法改进了阿基米德定出的π的近似值。
  这是阿波洛尼厄斯脱离古典希腊数学风格的惟一著作。他的另一论著《论无序有理数》扩充了最初由欧多克索斯提出并在欧几里得《几何原本》中出现过的不可公度量的理论。 　　阿波洛尼厄斯是定量的数理天文学的奠基人，为解释行星的运动，他引进了偏心圆运动和本轮运动系统，其中最令人感兴趣的是他确定行星的留（在轨道上停下来并开始逆行的点）的方法。
  他的大部分天文学研究是考察月球运动的。因此，人们称他为ε的希腊字母,ε读作艾普西隆），因为 这个记号和月亮相似。 。