Ήταν από τους πρώτους που ασχολήθηκε με τα αισθητήρια όργανα, συμπεριλαμβανομένου και του οφθαλμού. Συγκεκριμένα, φέρεται να είναι ο πρώτος που πραγματοποίησε εξόρυξη του οφθαλμού σε ζώα για να κατανοήσει καλύτερα τη σύνδεση του με τον εγκέφαλο. Μετά από συστηματική μελέτη της φυσιολογίας και ανατομίας του οφθαλμού, περιέγραψε τους χιτώνες από τους οποίους αποτελείται ο οφθαλμικός βολβός, την παρουσία νερού σε αυτόν, και την παρουσία καναλιών (οπτικά νεύρα) τα οποία συνδέουν τους οφθαλμούς με τον εγκέφαλο. Επί προσθέτως, ήταν από τους πρώτους που απέρριψε τις ιερές υπερφυσικές αντιλήψεις όσον αφορά τις ασθένειες συγκροτώντας μία πιο λογική προσέγγιση. Ο Αλκμαίων είχε αξιόλογη επιρροή στους διαδόχους του στην Ελληνική φιλοσοφική παράδοση. Ο Αριστοτέλης έγραψε μία πραγματεία αναφερόμενη σε αυτόν, ο Πλάτωνος υιοθέτησε τα επιχειρήματά του ως προς την αθανασία της ψυχής, και τόσο ο Πλάτωνας όσο και ο Φιλόλαος αποδέχτηκαν τις απόψεις του ότι ο εγκέφαλος είναι το κέντρο της νοημοσύνης.