N. se je ukvarjal predvsem z vpraąanji stare cerkvene slovanąčine, stare in moderne rus., primerjalnega slovanskega jezikoslovja in zgodovine slovanske filologije. Na področju stare cerkvene slovanąčine so pomembne njegove razprave o nastanku glagolice, o posameznih nereąenih glasoslovnih, oblikoslovnih, leksikalnih in tekstoloąkih vpraąanjih. Največ znanstvenih zaslug si je pridobil s kritično izdajo glagolskega Sinajskega evhologija, v katerem je v obąirnem filoloąkem komentarju s ątevilnimi primerjavami na novo osvetlil marsikatero nejasno mesto v besedilu. V graąkem obdobju in v Ljubljani (1915–24) je obravnaval Briľinske spomenike, ki segajo v stoletja stare cerkvene slovanąčine, in s tem spodbudil ponovno zanimanje zanje.
Med pomembnejąimi rusističnimi deli je monografija o premikanju naglasnega mesta v rus. samostalniąkih oblikah, ki jo je končal 1913, vendar je bila zaradi vojnih razmer objavljena ąele 1922. L. 1946 je objavil poljudnoznanstveno napisano knjigo o rus. jeziku, namenjeno predvsem ątudentom. Precejąen mednarodni odmev je imela izdaja staroruskega epa Slovo o polku Igoŕevě (1954); v njej je rekonstruiral besedilo v idealni staroruski jezik 12. st. in predlagal novo razumevanje nekaterih nejasnih delov besedila.
Osrednje Nahtigalovo delo iz primerjalnega slovanskega jezikoslovja so Slovanski jeziki (1938, 19522), ki so bili prevedeni v nem. in rus. V primerjavi s predhodnimi glasoslovnimi in oblikoslovnimi obdelavami slovanskih jezikov je pojave tesneje povezal med seboj in ob podpori stare cerkvene slovanąčine spremljal njihov razvoj v posameznih slovanskih jezikih. Pomembni so njegovi raziskovalni doseľki v zgodovini slovanske filologije; predstavil je nekaj osrednjih osebnosti (J. Kopitar, F. Mikloąič, V. Jagić, M. Murko), izdal je 2 knjigi Kopitarjevih spisov, svoje poglede na slovansko filologijo pa je razloľil v Uvodu v slovansko filologijo (1949). Nekajkrat se je lotil tudi imenoslovnih vpraąanj: obravnaval je imena Doberdob, Hrvat, Kocelj, Dudlebi, Čeh, Pleso, Kosez, Svetovit. V mlająih letih je objavil nekaj prispevkov o albanąčini. L. 1917 je bil poslan v Albanijo, da bi pomagal pri oblikovanju albanskega knjiľnega jezika. V zadnjih letih svojega ľivljenja se je polemično odzval na razmere v rus. jezikoslovju (marrizem).
N. je zasluľen tudi za ustanavljanje in urejanje znanstvenih časopisov in zbirk: Časopis za slovenski jezik, knjiľevnost in zgodovino, Razprave znanstvenega druątva za humanistične vede, Slavistična revija, Juľnoslovenski filolog. Mednarodna aktualnost njegovega dela je vidna v zborniku, ki je iząel ob stoletnici njegovega rojstva (1977).
ČJKZ 1 (1918/19). 1–63.
ČJKZ 4 (1924). 171–184.
Die Frage einer einheitlichen albanischen Schriftsprache. G 1917.
Akzentbewegung in der russischen Formen- und Wortbildung I. Substantiva auf Konsonanten. Heidelberg 1922.
Doneski k vpraąanju o postanku glagolice. Razprave Znanstvenega druątva za humanistične vede 1. 1923. 135–178.
Starocerkvenoslovanske ątudije. Lj 1936.
Euchologium sinaiticum I–II. Lj 1941, 1942.
Rekonstrukcija treh starocerkvenoslovanskih izvirnih pesnitev. RSAZU, filozofsko-filoloąko-historični razred 1. 1943. 41–156.
Jerneja Kopitarja spisov II. del, I–II. Lj 1944, 1945.
Ruski jezik v poljudnoznanstveni luči. Lj 1946.
Trenja v ruski lingvistiki. SR 4 (1951). 254–261.
Blodnje o staroruskem pismenstvu. SR 5/7 (1954). 86–98.
Die slavischen Sprachen. Wiesbaden 1961.
Slavjanskie jazyki. Moskva 1963.
O njem
F. TOM©IČ: Prof. dr. Rajko Nahtigal – osemdesetletnik. SR 10 (1957). 1–9.
Nahtigalov zbornik. Ur. F. Jakopin. Lj 1977.
F. JAKOPIN: Albanoloąke ątudije Rajka Nahtigala. JiS 23 (1977/78). 65–70.
F. JAKOPIN: Rajko Nahtigal – imenoslovec. V: Vtora jugoslovenska onomastička konferencija. Sk 1980. 119–124.