Père de l'histologie moderne, il lègue à la postérité quatre ouvrages fondamentaux :
Il a en outre laissé des manuscrits dont l'Académie de médecine a fait l'acquisition en 1833.
Bichat adopta les idées de Théophile de Bordeu et de Paul Joseph de Barthez sur la force vitale, mais en distinguant la vie animale de la vie organique : il plaça spécialement cette dernière dans les tissus qui enveloppèrent les viscères et rechercha le mode de vitalité propre à chaque tissu.
François Magendie a recueilli ses Opuscules, 1827.
Le respect qu'inspirent ses travaux est superbement exprimé dans l'hommage que lui rend Corvisart à sa mort, dans une lettre à Napoléon 1er : « Personne en si peu de temps n'a fait autant de choses et si bien ». (Célébrations nationales 2002, Ministère de la Culture et de la Communication, Fr.).
Au XXe siècle l'extension et la modernisation de l'hôpital Claude-Bernard à Paris aboutit à la création d'un nouvel ensemble hospitalo-universitaire qui fut nommé Hôpital Xavier-Bichat.
Il fait partie des soixante-douze savants dont le nom est inscrit sur la Tour Eiffel.
Auguste Comte lui dédie le treizième et dernier mois du calendrier positiviste, consacré à la science moderne.