趙元任是民國時期的著名學者，在數(shù)學、物理、哲學、語言學、音樂等領域均有建樹，是世所公認的“學術通才”。

趙元任始終對新奇的事物保有強烈的好奇心。小時候，有人送他一個放大鏡，他自己琢磨出好幾種玩法；上大學時，趙元任突發(fā)奇想，把直流電的正負極放到舌尖上，親口品嘗了“電”的味道；出于興趣，他專程帶家人到野外去看日全食、月全食，還利用針孔原理給孩子們演示日食的過程；覺著好玩兒，他花大價錢買了一臺雙鏡頭照相機，拍了很多立體照片。

趙元任認為，世上最好玩的莫過于語言。1920年，英國哲學家羅素來華巡回演講，清華大學委派趙元任做翻譯。每到一個地方，他都用當?shù)氐姆窖詠矸g。比如，在上海，就用上海方言；到杭州，便用杭州方言。路途中他向湖南人學長沙話，等到了長沙，已經(jīng)能用當?shù)卦挿g了。講演結束后，竟有人跑來和他攀老鄉(xiāng)。此次羅素的講學之旅，趙元任的語言天賦得到檢驗和好評，他自己也決定將語言學作為終身的主要職業(yè)。

有一次，大女兒趙如蘭將孩子送給趙元任夫婦看管。趙元任突然對嬰兒的聲音十分好奇，便將咿呀學語的“發(fā)言”做了詳細的錄音記錄。不久，趙元任寫出了一篇科學論文，論述的內(nèi)容正是語言學中少見的嬰孩語言問題。

趙元任是中國第一位用科學方法作方言和方音調(diào)查的學者。在清華大學和語言研究所任職期間，趙元任帶著十幾個學生，專程到江蘇、浙江、安徽、湖北等地作調(diào)研，考察和記錄了近60種方言。在他的影響和指導下，王力、朱德熙、呂叔湘、丁聲樹、楊時逢、吳宗濟等人，都成長為中國語言學界的重要人物。

旅居美國期間，趙元任的研究方向轉向了漢語語法和普通語言學領域。他出版的《中國話的文法》一書，被譽為結構主義語言學的扛鼎之作，在漢語語法學史上具有里程碑的意義。