吴文俊对数学的主要领域-拓扑学做出了重大贡献。他引进的示性类和示嵌类被称为"吴示性类"和"吴示嵌类"，他导出的示性类之间的关系式被称为"吴公式"。他的工作是1950年代前后拓扑学的重大突破之一，成为影响深远的经典性成果。1970年代后期，他开创了崭新的数学机械化领域，提出了用计算机证明几何定理的"吴方法"，被认为是自动推理领域的先驱性工作。他是我国最具国际影响的数学家之一，他的工作对数学与计算机科学研究影响深远。