První práce Freund věnoval otázkám porovnávajícím např. anatomii či fyziologii. Roku 1881 získal vědeckou hodnost na univerzitě ve Vídni, kde od roku 1885 působil jako soukromý docent, od roku 1902 jako profesor neuropatologie. Od roku 1882 se věnoval lékařské praxi.
Od roku 1886 se začal zabývat možnostmi léčení hysterických onemocnění. V letech 1891-1896 vypracoval spolu s lékařem Josefem Breuerem metodu hypnotické terapie. Oba lékaři se přidržovali představy o nervové energii.
Když v roce 1895 dokončil spolu s Breuerem knihu Studie o hysterii, pustil se do teoretické práce s cílem popsat celkový mechanismus činnosti centrálního nervového systému jako orgánu psychických funkcí. Práce Projekt vědecké psychologie, která byla uveřejněna až v roce 1954, znamenala pokus vysvětlit práci mozku z hlediska neurofyziologie.
Najednou však nastala ve Freudových názorech změna. Vysvětluje se to událostmi, které zasáhly do jeho osobního života. Byla to roztržka z Breuerem a těžká deprese a neurotický stav. V průběhu několika let, které dělily Freudův Projekt vědecké psychologie od vydání Výkladu snů v roce 1900, Freudova tvorba skutečně doznala vážné změny. Freuda, odchovaného na ideách přírody, přivedl rozvoj vědy do nejsložitější oblasti nevědomé psychologie, zahrnující jevy, které psychologie popisuje pojmy, jako je motivace či psychosociální meziosobnostní vztahy. Freud zdůraznil myšlenku, že vědomí nejde oddělit od hlubinných úrovní psychické aktivity. Bez zkoumání této aktivity není možné pochopit podstatu člověka.
Freudova zásluha spočívá v tom, že do vědy zavedl rozličné hypotézy, modely a pojmy, které popsaly obrovskou neprobádanou oblast nevědomé psychiky. Ve svých výzkumech Freud rozpracoval pojmy, ve kterých se odrážela reálná osobitost psychiky, a proto se staly trvalou součástí současného vědeckého poznání psychiky.
Desítky roků Freud intenzivně analyzoval příčiny onemocnění svých neurotických pacientů. Také nastolil problémy, které lidi neustále zajímaly a měly pro ně životně důležitý význam např. složitost vnitřního světa člověka nebo následky neuspokojených pudů. Za hybnou sílu duševního života Freud považoval všemohoucí sexuální podstatu, která se nazývá libido.
Historický smysl Freudova objevu spočíval v tom, že spojil rozličné póly poznání. Bylo to poznání organismu s poznáním sociálních vztahů.
Svůj přístup Freud nazval psychoanalýzou a vysvětlil jej hlavně v knize Výklad snů.
