Publicó trabajos relativos a la glándula tiroides (ideando un método para su trasplante), tratamientos antisépticos, infecciones quirúrgicas, heridas de bala y osteomielitis aguda.
Realizó mejoras técnicas a numerosos tipos de operaciones quirúrgicas del pulmón, el estómago y la vesícula biliar.
En 1878 practicó con éxito la primera extirpación del bocio, operación que tuvo ocasión de repetir más de 2000 veces dado que vivía en una de las zonas más bociógenas del mundo.
En 1912 preparó un coaguleno esterilizado que, inyectado, aumenta la coagulación de la sangre y sirve para prevenir y tratar hemorragias internas.
Con el importe del premio ayudó a fundar el Instituto Kocher en Berna, escuela de cirugía en la que se formaron grandes cirujanos.