В 1739–1743 годах Галлер опубликовал 4 тома комментариев к учебнику своего учителя Бургава «Institutiones medical» («Установления медицины»). Там в 1743 году впервые появились его идеи о раздражимости и чувствительности как основных свойствах живой материи. В 1746–1747 годах. он привел современное объяснение механизма дыхания в работе «De respiratione experimenta anatomica», первым применяет термин «физиология» и использует метод физиологического эксперимента. Надо сказать, что со времен Галена не появилось ни одного толкового учебника физиологии. Галлер в 1747 году публикует учебник «Основы физиологии человека» («Fundamenta physiologiae humani»).

Король Англии Георг II в 1748 году посетил Геттинген и назначил Галлера своим государственным советником и лейб-медиком; Император Франц I пожаловал ему дворянство; его зовут в Утрехт, Оксфорд, Берлин, Галле, С.-Петербург. Его избирают почетным членом Академии наук (почетный член Петербургской АН 1776 г.) и научных обществ. На фоне такого бешеного успеха пришло и огорчение: шовинисты-профессора просят убрать иностранца Галлера из Геттингена.

Важнейшие работы Галлера были посвящены проблемам анатомии, особенно физиологии. Галлер тесно связал физиологические функции организма человека с его анатомическим строением, называя физиологию «оживленной анатомией» («anatomiu animata»). В 1751 году он издал двухтомное сочинение «Методы Бургава по изучению медицины», а в 1752 году разработал теорию, согласно которой органы живого тела обладают двумя основными свойствами: раздражимостью и чувствительностью.

Стоит сказать, что впервые ввел понятие раздражимости профессор Кембриджского университета Френсис Глиссон (1597–1677), английский врач, анатом и физиолог. Учение Глиссона о раздражимости связано с его философскими воззрениями, близкими к взглядам его современника Ф. Бэкона. Глиссон считал материю не инертной, а способной к самостоятельному движению и чувствительности. Он писал, что все части тела построены из волокон, которые способны воспринимать внешние воздействия и отвечать на них различными присущими им движениями (сокращениями, соковыделением и т. д.). К тому же он дал первое описание рахита (1650) и провел детальные исследования по анатомии печени (1654). Глиссон отвергал господствовавшее в его время учение Декарта о нервных «флюидах», экспериментально доказав его несостоятельность измерением объема мышц до и после сокращения (путем погружения ее в сосуд с водой).

Доктор Галлер изумлял Европу своей ученостью, но, несмотря на громкий успех, он в 1753 году с женой и детьми покинул Геттинген и возвратился в Берн, где проживет до конца жизни. В 1754 году он закончил публикацию 8 книг по анатомии сосудов, внутренних органов и мозга. На протяжении 1753–1758 годов Галлер работает врачом в Берне. Специально для своего любимца бернцы построили анатомический театр, создали библиотеку. На него сыпались ордена и звания, короли приглашали нанести им визит. Он организовал ботанический сад, филологическую семинарию, опубликовал большое 8-томное руководство «Элементы физиологии человеческого тела» («Elementa physiologiae corporis humani», вышедшее в 1757–1766 гг. Не менее ценны и его «Icones anatomicae» («Анатомические рисунки») и трехтомное исследование по эмбриологии и причинам уродств у животных, вышедшее в 1765 году.

Последующий период его жизни ознаменован преимущественно литературно-поэтической деятельностью. Поэма Галлера «О происхождении зла» («О лживости человеческих добродетелей») была переведена на многие языки. На русский язык ее переводили дважды (Карамзин – в прозе в 1786 г., в стихах – Петр Богданов в 1798 г.). Представляет интерес его поэма «Альпы», которую он написал под впечатлением швейцарских Альп, где собирал материал для работ по ботанике.