Współpracował z Bertrandem Russelem przy dziele 'Principia Mathematica' (lata 1910 - 1913). Jest twórcą tzw. filozofii organizmu oraz prekursorem, rozwijanego głównie w Stanach Zjednoczonych, nurtu współczesnej filozofii procesu. Począwszy od problemów logiki i matematyki, zakres naukowych zainteresowań Whiteheada rozszerzał się w kierunku epistemologicznych i metodologicznych podstaw nauki, by ostatecznie objąć swym zasięgiem najbardziej ogólne zagadnienia z dziedziny filozofii spekulatywnej.
Z wczesnego, matematycznego okresu pochodzą, między innymi, następujące dzieła: A Treatise on Universal Algebra (1898), On Mathematical Concepts of the Material World (1906). Drugi etap wyznaczają: The Organisation of Thought (1917), An Enquiry Concerning the Principles of Natural Knowledge (1919), The Concept of Nature (1920), The Principle of Relativity (1922). Na ostatni okres składaja się: Science and the Modern World (1925), Religion in the Making (1926), Symbolism, its Meaning and Effect (1927), Process and Reality (1929) - dzieło uznane za najważniejsze w dorobku Whiteheada, stanowiące najpełniejszy wykład kosmologii organicystycznej, The Function of Reason (1929), Adventures of Ideas (1933), Modes of Thought (1938).