Il explore et renouvelle toute la physiologie de l'époque et s'intéresse particulièrement aux sécrétions digestives et met en évidence le rôle du pancréas dans la digestion des graisses (1848, 1856), analyse celle des sucres, ce qui le conduit à la découverte capitale de la fonction glycogénique du foie et à l'isolement du glycogène.

La fonction glycogénique du foie est le premier exemple des sécrétions internes. Le glucose apparaît alors comme le combustible de l'organisme. Claude Bernard découvre d'autre part le rôle du système nerveux grand sympathique dans la régulation du taux de glucose sanguin et propose la notion centrale en physiologie de constance du milieu intérieur.

Il a été Professeur au Collège de France, la Sorbonne, puis au Muséum National d'Histoire Naturelle. Son oeuvre a été largement diffusée grâce à la publication de son cours en une série de volumes. Cette oeuvre scientifique grandiose a été réalisée dans des conditions matérielles très précaires :

"J'ai connu, a écrit Claude Bernard, la douleur du savant qui, faute de moyens matériels, ne peut entreprendre de réaliser des expériences qu'il conçoit et est obligé de renoncer à certaines recherches, ou de laisser sa découverte à l'état d'ébauche."

Citation qui rassurera la plupart des chercheurs sans doute...