唐慎微認真研究《補注神農本草》《圖經本草》等書，在這兩部書的基礎上，他廣泛采集醫家常用和民間習用的驗方單方，又從經史百家文獻中整理出大量有關醫藥學資料，結合自己豐富的實踐經驗進行研究，於宋神宗元豐五年至六年（1082—1083年），唐慎微編成了本草史上劃時代的巨著《經史證類備急本草》（簡稱《證類本草》）。
為了編寫《證類本草》，唐慎微收集到許多極為珍貴的藥學資料。他旁征博引，精細考察，而且采用“圖文對照”的形式，摘錄了宋代以前各家醫藥著作。據統計，書中選輯書目達200餘種，除醫書外，還包括“經史外傳”、“佛書道藏”等，內容極為豐富。尤為可貴的是，唐慎微非常注意保持方劑原貌，以采錄原文為主，從麵為後世保存了大量後世失傳的珍貴文獻。如《雷公炮灸論》，這是一本中藥炮灸方麵的名著，在醫藥史上，是唐慎微第一個幾乎將其全書收入了《證類本草》之中。又如《食療本草》《本草拾遺》《海藥本草》《食醫心鏡》等許多已散失的前人的重要的本草文獻，其主要內容也都是有賴於唐慎微的努力才得以流傳至今。
《證類本草》共三十二卷，六十餘萬字，收載藥物一千六百種左右，多附藥圖，並說明藥物的采集、炮製方法和主治功能，在每藥之後附載有關方劑，首創了沿用至今的“方藥對照”的編寫方法。尚書左亟蒲傳正看過該書初稿後，要保薦唐氏做官，但唐氏拒而不受，繼續修訂增補自己的本草著作，約於1098年以後定稿。
《證類本草》由《嘉祐本草》《本草圖經》及唐慎微新增三部分內容組成。比《嘉祐本草》新增藥物五百多種，列附方近三千首，還有眾多的藥物插圖，內容十分豐富，有很高的學術價值。
《證類本草》囊括了上自《神農本草經》，下到北宋《嘉祐本草》以前的曆代醫藥文獻精華，是我國現存年代最早、內容最完整的一部劃時代本草學名著。該書內容豐富廣泛，資料翔實可靠，注釋詳盡，體例嚴謹，層次分明，是中國醫藥寶庫中一顆光輝燦爛的明珠，是後世學者考察本草學發展史，輯佚古本草、古醫方書籍的重要文獻源泉。其對本草學的貢獻大，文獻學價值極高。《中國科學技術史》稱此書“要比十五世紀和十六世紀早期歐洲的植物學著作高明得多”。