Roberval ne fit paraître que deux ouvrages de son vivant. Le premier, en 1636, est un ouvrage de mécanique, Traité de mécanique des poids soutenus par des puissances sur des plans inclinés à l’horizontale. Ce livre définit de façon précise le sens du mot « force ». Le deuxième livre, publié en 1644, est un traité d’astronomie, Le système du monde d’après Aristarque de Samos. On y trouve d’intéressantes idées sur l’attraction universelle.
Il écrivit d’autres ouvrages qui ne furent publiés qu’après sa mort. Certains traitant de mathématiques furent publiés par l’Académie en 1693 :
D’autres ouvrages de Roberval restent inédits, tels que le Tractatus mechanicus et le Theorema lemmaticus, écrits en 1645, ou le Traité sur la quadrature de la parabole, écrit en 1651.