В книге Французская стилистика (Тraité de stylistique française, 1909, русский пер. 1961) Балли одним из первых определил цели и задачи стилистики как особой лингвистической дисциплины; в этой книге было также рассмотрено выражение в языке аффективных (связанных с выражением эмоций) категорий и дана одна из первых классификаций фразеологизмов.
Наиболее известный лингвистический труд Балли Общая лингвистика и вопросы французского языка (Linguistique général et la linguistique française) был впервые издан в 1932. В 1944 появилось переработанное издание, переведенное в 1955 на русский язык. Книга совмещает в себе исследование по общей лингвистике с работой, выявляющей специфические особенности французского языка (во многом на основе сопоставления его с немецким); синхронный подход к языку объединяется с выявлением тенденций его развития. Балли показывает, что в каждый момент времени каждый язык (в частности, французский) представляет собой продукт временного равновесия между традицией и тенденциями, толкающими язык в определенном направлении.
Широкую популярность, особенно в романском языкознании и в русистике, приобрела предложенная Балли концепция предложения как единства диктума, выражающего суждение о некотором факте, и модуса, выражающего «оттенки чувства или воли». Балли рассматривает разные типы модальных значений, выражаемые лексически или грамматически, а также подробно изучены так называемые актуализаторы средства, используемые для преобразования языка в речь; в синтетических языках (латинский, отчасти немецкий) актуализаторы (показатели времени, наклонения и др.) выражены в основном внутри слова (аффиксы, чередования в основе), а в аналитических языках типа французского актуализаторы (артикли, безударные местоимения и др.) выражены вне слова, отдельными словами служебного характера. В связи с этим Балли предложена оригинальная трактовка слова: различаются семантическая единица (семантема) и минимальная синтаксическая единица (синтаксическая молекула), включающая в себя актуализоторы; в синтетических языках слово совпадает с молекулой, а семантему представляет собой основа слова, в аналитических же языках слово это семантема, а молекуле соответствует сочетание знаменательного слова со служебными. Рассматривая язык как инструмент не просто общения, а социального взаимодействия, Балли во многом предвосхитил более поздние идеи социолингвистики и лингвистической прагматики.
Во французском языке Балли выделял исторические тенденции к аналитизму, к порядку «главный член + зависимый член» и к «сжатию» использованию простых, немотивированных знаков. В немецком языке тенденция к аналитизму не столь выражена, а две другие тенденции противоположны французским: преобладает порядок «зависимое + главное» и характерно использование сложных знаков с прозрачной структурой, в частности сложных слов.
См. также ЖЕНЕВСКАЯ ШКОЛА.