李時珍坐在桌前，麵對著從800多部書籍中摘錄下來的資料，麵對著幾年奔波搜集起來的成千上萬份植物、動物、礦物標本，他在思考：怎樣重修“本草”呢？
曆代學者在撰寫本草時，為了條理清楚，十分講究編寫體例。本草理論的輯錄、前代資料的彙集、藥物品種的羅織等問題，都認真設計，從《神農本草經》到《本草經集注》、《新修本草》（即《唐本草》）、《開寶本草》、《嘉祐本草》以及唐慎微集前代本草大成的《證類本草》。它們的主要成就在於，概述本草理論與載錄藥物相結合，描述藥物形態與繪製藥圖相結合，引證前人論述，注明出處，彙集單方驗方等等。對藥物的分類，本草學者都按《神農本草經》的方法，把藥物分為上品、中品、下品三類。即上藥“主養命以應天，無毒，多服久服不傷人。欲輕身益氣，不老延年者本上經”；中藥“主養性以應人，無毒有毒，斟酌其宜，欲病補虛者本中經”；下藥“主治病以應地，多毒，不可久服。欲除寒熱邪氣，破積聚愈疾者本下經”。李時珍在鑽研典籍，實地考察中，痛感此種分類方法弊病很多。
用這種分類方法，草石不分，蟲獸無辨，雜亂無章。“或一藥而分數條，或二物而同一處；或木居草部，或蟲人木部；水土共居，蟲魚雜處；玉石不分；名已難尋，實何由覓”（《本草綱目》卷，究竟用什麼分類方法來重修“本草”呢？他想起朱熹及其弟子們編撰的《通鑒綱目》，突然興奮起來。“綱”、“目”，他反複念叨著。漸漸地，他覺得雜亂無章的思緒，開始清晰起來，就用“綱目”來建立藥物分類的體係，把重修的“本草”叫做《本草綱目》。想到這裏，他列了一個藥物分類係統表。
後來，李時珍在《本草綱目凡例》中寫道:“今各列為部，道以水、火，次之以土，水、火為萬物之先，土為萬物之母也。次之以金、石，從土也。次之以草、穀、菜、果、木，從微至巨也。次之以服、器、從草、木也。次之以蟲、鱗、禽、獸，終之以人，從賤至貴也。”
於是，李時珍根據中國古代哲學中“有生於無，的進化觀點，按自然形態，把全部藥物重編為十六部作為綱；再在部下分類作為目；然後一下同族，以同族為命，聚族而列。如金石部下分金、玉、石、鹵石四類；每一類中，又以相同元素的化合物聚為一族，如金類的鐵、鋼鐵、鐵落、鐵精、鐵華粉、鐵鏽、鐵爇、鐵漿、諸鐵器等都是鐵的化合物，故聚為一族。草部下分山草、芳草、濕草、毒草、蔓草、水草、石草、苔草、雜草、有名未用草十類。每一類中親緣關係相近的植物排在一起，形成各自的族，如草部芳草類的當歸、蛇床、白芷等皆屬傘形科；山奈、廉薑、山薑、豆蔻、白豆蔻、縮砂仁、益智仁、薑黃、鬱金、蓬莪術等皆屬薑科。這樣構成的逐級分類的綱目係統，結束了沿襲千餘年的舊本草藥分三品的混亂局麵。從此以後，我國本草開始具有現代藥物學的編輯形式。