Wkład do teorii języka Główne jego dzieło lingwistyczne to wydana w 1934 roku Teoria języka (Sprachtheorie, pol. przekł. 2004), w której zaprezentował model funkcji języka. W swojej teorii języka Bühler uwzględnia następujące elementy komunikacji językowej: nadawca, odbiorca, rzeczywistość. Jego Organon-Modell rozróżnia trzy funkcje znaków językowych. Są to:
funkcja symboliczna / przedstawiania (Darstellung) jako relacja (rozumiany unilateralnie, jako zjawisko dźwiękowe) znak językowy – rzeczywistość pozajęzykowa; funkcja apelatywna / impresywna (Appell) jako relacja znak językowy – odbiorca; funkcja ekspresywna / wyrażania (Ausdruck) jako sposób wyrażania odczuć, emocji, życzeń nadawcy.
Znak językowy jest jednocześnie symbolem (w stosunku do rzeczywistości), sygnałem (w stosunku do adresata) i symptomem (w stosunku do nadawcy).
Swoje koncepcje językoznawcze wywodził z filozofii. Współpracował ze strukturalistami praskimi. Zajmował się też rozwojem mowy u dzieci.