段成式在当时文名颇著，与著名诗人李商隐、温庭筠号称“三才”，但其诗歌艺术成就远逊于温、李。所著《酉阳杂俎》，分类记载各种异事方物，被《新唐书·艺文志》列入了小说家类。书以内容广博，历来受到人们的重视，学者多所征引。所记古代中外传闻、神话、故事、传奇，丰富多彩，有些篇章曲折地反映了社会现实，为研究唐传奇提供了极为可贵的资料。同时，书中还辑录了南北朝和唐代的若干史料，其中记述了唐代统治阶级的秘闻轶事，南北朝交聘使者的应对和仪礼，以及民间婚丧嫁娶、风土习俗，旁及中外文化、物产交流，这些或得之于传闻，或采之于遗文秘籍，为我们研究古代史和中外关系史，提供了珍贵的资料。此外，关于陨星、化石、矿藏的记载，动物、植物形态、特性的说明，也极富科学价值。《酉阳杂俎》在国外，也颇受重视。
段成式故里在今明集镇段桥村。清代邹平著名诗人张实居《长白竹枝词·十五》写道：“连年亢旱绿波消，一望平湖种麦苗。旧迹欲寻柯故里，居人遥指段家桥。”王渔洋在该词后注“段太长故里”。《玩湖顶》诗云：“更忆断桥柯古迹，夕阳一片远香红。”晚于张实居而同为张延登之孙的张尔奎，有《柯古堂诗文》四卷行于世。很显然，诗人张实居、张尔奎皆十分仰慕唐代文学家段成式，同时也佐证了段成式故里确实是邹平县明集镇段桥村。
唐宣宗大中九年（855），五十三岁的段成式从长安来到处州任刺史。诗人方干在《赠处州段刺史》中对他在这段时间里的生活和府城的闲居环境有所反映“幸见诗才镇栝初，郡城孤峭似仙居；山萝色里登台阁，瀑布声中阅簿书。德重自将天地合，情高原与世人生疏。”段成式在处州德政卓著，民望很高，其中是突出的是整治水患，兴修水利。好溪是缙云与丽水之间的交通水路，因为险滩遍布，水势湍急，人称恶溪。段成式决意治理恶溪。他实地查看了河道，制订方案，一面组织民工疏浚水路，排除险阻，一面筑坝开渠，引水浇灌，完成了兴建好溪堰的工程。好溪堰使丽水人民受益一千多年，至今还是丽水东郊农田浇灌和城中洗涤、消防、排污的主要设施。段成式治理恶溪，变水患为水利的事迹受到人们的赞颂。
段成式青年时期为官宦子弟，英俊潇洒，彬彬有礼，活泼好动。他的好友周繇《嘲段成式》诗中写道：“蹴鞠且徒为，宁如目送时。报仇惭选耎（怯弱），存想恨逶迟。促坐疑辟咡（交谈时侧着头避免口气触及对方），衔杯强朵颐（鼓着腮颊嚼食之态）。恣情窥窈窕，曾恃好风姿。色授（睹貌动情）应难夺，神交愿莫辞。”此诗写了他年轻时的风貌。段成式自幼即力学苦读，博学强记，少好猎。其禅见洽闻，为时人所叹服，自言：“成立以君子耻一物不知”，故他的博闻在唐代作家中是不多见的。成式历任秘书省校书郎，吉州、处州、江洲刺史，直至太长少卿。成式为官期间，曾为故里修七孔拱桥，架通南北之路。乡人为记段氏功德，遂将相邻的段、加、马、乔四村改名为“段桥”，并刊石立碑。
《全唐诗》收录其诗词30多首，多华艳之作，也不乏清丽之篇。其文学成就主要不在诗歌，而是体现在所著代表作《酉阳杂俎》之中。这部书内容繁杂，有自然现象、文籍典故、社会民情、地产资源、草木虫鱼、方术医药、佛家故事、中外文化、物产交流等等，可以说五花八门，包罗万象，具有很高的史料价值。其中诸如李白让高力士脱靴、王勃写文章蒙在被里打腹稿等故事，脍炙人口，流传很广。从中国小说史的角度来看，这部书最有价值的部分是志怪小说。鲁迅对此曾予以高度评价，以为这部书与唐代的传奇小说“并驾齐驱”。后人蒲松龄的《聊斋志异》就是对这种文体的继承和发展。应该说这部书是一部上承六朝，下启宋明以及清初志怪小说的重要著作。