Eysenck var en tilhænger af empiriske og statistiske metoder. Han brugte derfor faktoranalyse i intelligens- og personlighedsforskningen og byggede på Charles Spearmans arbejde.
I indledningen til bogen The inequality of man (1973) beskriver Eysenck i detaljer sin udvikling fra at være en overbevist behaviorist, der tilskrev de forskellige udtryk hos mennesker primært det miljø, de voksede op i, til at være tilhænger af det synspunkt, at disse udtryk i høj grad var bestemt af arvelighed.
IntelligensforskningRediger
I intelligensforskningen fortsatte han sin lærer Cyril Burts forskning og forsøgte at bestemme den arvelige andel af intelligens, som han anså for at være 70 til 80 procent. Samtidig kritiserede han de almindelige intelligenstests, fordi de efter hans mening ikke måler en persons fulde evner. Ifølge Eysenck er der to grundlæggende processer i intelligens. Intelligensprøver måler kun de såkaldte niveau II-evner, men ikke niveau I-evnerne, som kun er svagt korreleret med dem.
Eysenck hævdede, at der var betydelige forskelle mellem “racerne” med hensyn til intelligenskvotienten. Hvide var foran sorte:
“Når sorte og hvide amerikanske børn blev sammenlignet med hensyn til skoler, boliger og forældrenes status og indkomst, eliminerede dette næppe den IQ-forskel på 15 point mellem racerne; værre endnu, når man sammenlignede børn af sorte forældre fra middelklassen, som gik i gode skoler og boede i gode omgivelser, med børn af hvide forældre fra arbejderklassen, som gik i fattige slumskoler og boede i fattige omgivelser, scorede de hvide børn stadig bedre i intelligenstest.”
Forskere som Donald D. Dorfman og Leon Kamin antager, at mange af Burts data, som bl.a. Eysenck støttede sig på, var forfalskede. Andre forskere er dog uenige i dette synspunkt.
PersonlighedsforskningRediger
Han antog også genetisk betingede forskelle mellem individer i personlighedsforskningen. Eysenck udviklede et personlighedssystem, hvor den enkelte persons personlighed kan beskrives som et resultat af udtrykket af dimensionerne introversion-extraversion og labilitet-stabilitet. Således overlapper den gamle temperamentsteori med Eysencks: den flegmatiske er indadvendt og stabil, den melankolske er indadvendt og ustabil, den sangviniske er udadvendt og stabil og den koleriske er udadvendt og ustabil. Eysencks teori er dog ikke en personlighedstypologi, men en faktorteori baseret på personlighedsdimensioner. En anden dimension af hans personlighedsforskning er psykotisme, som omhandler socialt afvigende adfærd.
Han forsøgte at forbinde sin teori med fysiologiske processer. Ekstraverte personer er f.eks. kendetegnet ved en øget excitationstærskel i hjernens opstigende retikulære aktiveringssystem (ARAS). Det vil sige, at de konstant er under en reduceret excitationsproces fra omgivelserne, kombineret med hæmmende impulser fra kroppen (sendt fra formatio reticularis i hjernen). Det modsatte er tilfældet for indadvendte personer: de bliver kronisk oversvømmet af stimuli. Eysenck antog derfor, at indadvendte personer er lettere at konditionere end udadvendte personer på grund af deres højere ophidselsespotentiale, og han understøttede sine antagelser empirisk med forskellige konditioneringseksperimenter (f.eks. eksperimenter med lukning af øjenlåg).
Med sin forskning i ophidselse og hæmning lænede Eysenck sig op ad teorier af henholdsvis Ivan Petrovich Pavlov og Clark L. Hull.
Han udviklede en række personlighedsskalaer, som også blev oversat til tysk, såsom Maudsley Medical Questionaire (MMQ, MPI), Eysenck Personality Inventory (EPI) og Eysenck Personality Questionnaire (EPQ). Eysencks personlighedsfaktorer konkurrerede med Raymond Bernard Cattells 16-faktor-model. I øjeblikket er den mest etablerede model den fem-faktor-model (Big Five), som på mange punkter svarer til Eysencks personlighedsteori. Introversion-extraversion svarer til kategorien af samme navn, og labilitet-stabilitet svarer til neuroticisme. Kun psykotisme kan ikke så klart henføres til andre personlighedstræk.
PsykoterapiRediger
Eysenck evaluerede psykoanalysens helbredende succeser fra 1952 og fandt, at terapi efter Sigmund Freud ikke blot bidrog lige så lidt til patienternes helbredelse som eklektiske terapier, men faktisk hindrede forbedring gennem spontan helbredelse. Ifølge hans måling viste 44-64 procent af dem, der blev behandlet i mange år, en forbedring, men 72 procent af en ubehandlet kontrolgruppe. Dette var begyndelsen på Eysencks kritik af psykoanalysen. Senere reviderede Eysenck dette synspunkt ved at påpege, at der på det tidspunkt ikke var blevet leveret beviser for virkningen. Det er takket være hans udfordring, at empirisk psykoterapiforskning i stigende grad blev gennemført fra da af. Sammen med Joseph Wolpe blev Eysenck en af grundlæggerne af adfærdsterapi og videreudviklede den på et empirisk grundlag.
AstrologiRediger
Eysenck mente, at stjernerne havde indflydelse på et menneskes livsforløb. Han havde fundet “nogle ægte kendsgerninger inden for astrologien”, som beviste “helt entydigt”, at der var “en sammenhæng mellem planeternes (Mars, Saturn og Jupiter) position ved et barns fødsel og dets senere personlighed”.