Один из творцов проективной геометрии. В основной своей работе «Систематическое развитие зависимости геометрических образов одного от другого» (1834г) построил геометрию, не используя аналитические методы. Штейнер нашел способ построения конических сечений с помощью двух проективных пучков прямых, начал исследование конфигураций, связанных с множеством паскалевых шестиугольников, опирающихся на шесть заданных точек конического сечения. В работах Штейнер отчетливо обнаруживаются элементы теоретико-множественных представлений в проективной геометрии. В 1833г. Штейнер издал книгу «Геометрические построения, осуществляемые с помощью прямой и постоянного круга». В 1842г. вышла его книга «О наибольших и наименьших значениях плоских фигур и о сфере», в которой геометрическими средствами исследованы многочисленные проблемы, касающиеся максимумов и минимумов. В частности, в ней доказывается, что круг является плоской фигурой, имеющей наименьший периметр при заданной площади. Ряд важных результатов Штейнер получил в геометрии треугольника.