امام ترمذی رحمہ اللہ کو چونکہ حدیث اور علوم حدیث کے علاوہ تاریخ، فقہ اور تفسیر وغیرہ پر بھی کافی دسترس حاصل تھی لہٰذا انہوں نے مختلف موضوعات پر قلم اٹھایا اور بہت سی علمی کتب تصنیف کیں جن میں سے چند معروف کتب یہ ہیں:
➊ «كتاب الجامع» جو سنن ترمذی کے نام سے مشہور ہے۔
➋ «الشمائل النبوية» جو شمائل ترمذی کے نام سے مشہور ہے اور یہ آنحضرت صلی اللہ علیہ وسلم کی سیرت کے متعلق احادیث میں ایک بہترین تصنیف ہے جیسا کہ عبد الحق محدث دہلوی نے «أشعة اللمعات» میں اس کی تعریف فرمائی ہے۔
➌ «كتاب العلل» اس موضوع پر آپ کی دو کتابیں ہیں:
① «كتاب العلل الصغير» اور
② «كتاب العلل الكبير» ‏‏‏‏ جس میں امام ترمذی نے زیادہ تر اپنے استاذ امام بخاری رحمہ اللہ سے استفادہ کیا ہے۔
➍ «كتاب الزهد » ‏‏‏‏
➎ «كتاب التاريخ» ‏‏‏‏ ‏‏‏‏
➏ «الأسماء والكنٰي » ‏‏‏‏
➐ «كتاب التفسير»
➑ «كتاب الجرح والتعديل»