研究领域包括西方哲学、系统神学、新约和旧约宗教史学、印度学等，曾潜心探讨宗教本质与真理、宗教情感与体验、哲学认识论、神圣观念和神秘主义等问题。代表作为《论神圣：关于神灵观念的非理性现象和它与理性的关系》，还写有《路德的圣灵观》、《自然主义与宗教的世界观》、《东西方神秘主义》、《印度的恩典宗教与基督教》等重要著作。其对“神圣”这一宗教范畴的研究影响深远，曾为宗教现象学的发展创造了条件。他称这种超自然的“神圣”乃主客体之结合，由绝对意义的“神圣实体”和人们“对神圣的体验”所构成；人的宗教现象即因其接触这种“神圣实体”而产生的心理状态，表现为一种对之既敬畏又向往的感情交织。奥托对“神圣”的理解从宗教哲学和宗教心理学意义上深化了对“宗教之人”的认识，启发人们从神人交感这种神秘体验上来揭示宗教现象的奥秘。