Theodor Koch-Grünberg gehört zur ersten Generation von ausgebildeten Ethnologen, die Feldforschungen in Lateinamerika durchführen. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Expeditionen (wie etwa jene von Karl von den Steinen), die in großen Gruppen (bis zu 40 Personen) unterwegs waren, geht Koch-Grünberg bei seinen Reisen neue Wege. Er reist allein oder mit nur einem Begleiter und versteht seine Tätigkeit weniger als Sammelreise im Stil des 19. Jahrhundert, sondern als eine Reihe ausgedehnter Feldforschungen (vgl. auch Kraus 2003).
Koch-Grünberg war ein Pionier der „teilnehmenden Beobachtung“, die etwas später von Bronislaw Malinowski als Paradigma der Methode der Datenerhebung in der Ethnologie festgeschrieben wurde. Sein „Hauptstreben ging dahin, bei einem oft wochen-, ja monatelangem Aufenthalt unter einzelnen Stämmen und in einzelnen Dörfern, im engen Verkehr mit den Indianern ihr Leben zu teilen und in ihre Anschauungen einen tiefen Einblick zu tun.“ (Koch-Grünberg in Gusinde 1925:707).
Bei diesen Aufenthalten war er auch bestrebt einzelne Sprachen zu erlernen, was sich in seinen umfangreichen linguistischen Studien niederschlug. Bei seinen Feldforschungen war er mit der modernsten Technologie seiner Zeit ausgerüstet. Durch Wälder und Savannen, über Flüsse und Katarakte begleiteten ihn Kisten mit Fotoausrüstung, Phonograph und auch einem Kinematograph. Trotz ständiger technischer Schwierigkeiten unter extremen Aufnahmebedingungen bewerkstelligt er eine reiche Foto- und Ton-Dokumentation sowie die ersten ethnographischen Filme aus dem Amazonasgebiet.
Die Ergebnisse von 6 Jahren Feldforschung waren in erster Linie ethnographische Beschreibungen und sprachwissenschaftliche Studien von indigenen Völkern des Amazonasgebiets. Darunter befanden sich etliche Kulturen, die bislang (den Ethnologen und Linguisten) noch unbekannt waren - so dokumentierte er auch etwa 20 damals unbekannte Sprachen.
Sein Hauptinteresse im ethnologischen Bereich galt Weltbild, Ritual, Religion und Mythologie ( Koch-Grünberg 1917,1921,1923).Auch hier setzte er neue Impulse: Seine Mythensammlung von den Taulipáng und Arakuná (Nordost-Amazonien) ist die erste umfangreiche ethnologische Dokumentation der Erzähltradition von indianischen Völkern im Amazonasgebiet (Koch-Grünberg 1920)
Die Feldtagebücher seiner Forschungen in der Roroíma-Region gibt Koch-Grünberg als Reisebeschreibung heraus, sie stellen - wie jene von Bronislaw Malinowski - ein wertvolles Dokument der Forschungsgeschichte der Ethnologie dar.
Eine weitere Besonderheit des Werks von Koch-Grünberg ist sein Interesse für das künstlerische Schaffen der indigenen Völker des Amazonasgebiets, das im Zeichen der Auseinandersetzung des Expressionismus mit „primitiver“ Kunst zu dieser Zeit steht. Unter dem Titel „Die Anfänge der Kunst im Urwald“ veröffentlichte eine große Sammlung von „Indianer-Handzeichnungen“, die er die indigenen Künstler auf seinen Feldforschungen in ein Skizzenbuch zeichnen ließ (Koch-Grünberg 1905). | 
