内曼是假设检验的统计理论的创始人之一。他与K·皮尔逊的儿子E·S·皮尔逊合著《统计假设试验理论》，发展了假设检验的数学理论，其要旨是把假设检验问题作为一个最优化问题来处理。他们把所有可能的总体分布族看作一个集合，其中考虑了一个与解消假设相对应的备择假设，引进了检验功效函数的概念，以此作为判断检验程序好坏的标准。这种思想使统计推断理论变得非常明确。内曼还想从数学上定义可信区间，提出了置信区间的概念，建立置信区间估计理论.内曼还对抽样引进某些随机操作，以保证所得结果的客观性和可靠性，在统计理论中有以他的姓氏命名的内曼置信区间法、内曼—皮尔森引理、内曼结构等.内曼将统计理论应用于遗传学、医学诊断、天文学、气象学、农业统计学等方面，取得丰硕的成果。他获得过国际科学奖,并在加利福尼亚大学创建了一个研究机构，后来发展成为世界著名的数理统计中心。