桂起权作为国内科学哲学的开创者之一。他的思想可谓是涉猎广泛,总的来说可以从两个大的方面来展开研究:一是科学哲学思想部分;二是逻辑哲学思想部分。在科学哲学思想中,桂起权提出自己独特的“分科化的科学哲学”研究纲领,他从科学哲学这一学科的特点出发,认为分科化可以实现,将科学哲学中的通用原理与科学思想史中的各个学科,有机地结合起来,以此来达到对科学哲学更为细致化的研究。他将玻尔所提出的“对应原理”,这一原本只是用来说明量子力学与经典理论之间关系的理论,进行了拓展,提倡广义上的对应原理。对“对应原理”的适用范围进行了合理拓展,不仅应用在科学史的研究上,更是将其应用在逻辑哲学中,并提出了“对应原理——多种非经典逻辑的通用原理”这一口号。同时他还将拉卡托斯的“科学研究纲领方法论”,灵活运用在他所提出的“分科化的科学哲学”之上,做到了科学思想史中的经典纲领,何以经久不衰的论证,并认为这一方法论,将有助于研究和增加新的科学研究纲领范式。在逻辑哲学思想中,桂起权作为国内次协调逻辑的主要引入和研究者之一。他对于达科斯塔所最终创立的次协调逻辑有着极为深刻的研究,并将对次协调逻辑的研究,同自身对于辩证法的研究结合了起来,将次协调逻辑视为辩证法研究发展的阶梯。在辩证法研究中,他作为国内辩证逻辑“局部形式化纲领”主要代表之一,对于辩证法的形式化提出了自己的见解,并同其他人一同合作构建了辩证逻辑DLA、DLB以及DRFL系统。除此之外,他还站在中国语境下的辩证法研究和科学研究中的辩证法角度之上,对辩证法理论提出了自己的见解,他认为中国近现代以来的辩证法思想的发展和应用可以说是实现了一种继承,这种继承无论是在思想还是实际应用都可以看到;同时在科学研究中也是处处充满着辩证法,例如他认为“量子危机”这一问题的出路,在于“唯物主义辩证法”以及在复杂性系统研究中,具有系统辩证法和矛盾辩证法的一致性。