《山海经》的文学价值是丰富多彩的，其中包含着丰富的神话思维，它对浪漫主义文学创作传统有巨大而深远的影响。
《山海经》记述的著名神话故事有黄帝战蚩尤的故事、西王母的故事、夸父逐日的故事、精卫填海的故事、刑天舞干戚的故事、夏启的故事、女英娥皇的故事、嫦娥的故事、羲和的故事等等。这些故事在后世大都耳熟能详，成为二度创作、三度创作的素材。
“应龙处南极，杀蚩尤与夸父，不得复上。故下数旱，旱而为应龙之状，乃得大雨。”（《大荒东经》）应龙是传说中黄帝战胜蚩尤的得力帮手，又辅佐大禹治水，以尾画地，疏浚洪水入海。后来去了南方，故南方多雨，未到之处常常发生干旱，民间乃仿应龙之状祈雨，这便是龙王传说与龙王庙的由来。《述异记》载：“蛟千年化为龙，龙五百年为角龙，千年为应龙。”《桓子新论》载：“向求雨所以为土龙者，何也？曰：龙见者，辄有风雨兴起以送迎之，故缘其象类而为之。”龙文化在中国民间极为常见，成为民歌、故事、戏剧的题材，进入风俗祭祀领域，应溯源于《山海经》。《山海经》所列举的天神系列，既是自然神，又是人格神，往往与历史融合，介于天人之间，也有不少离经叛道之处，如关于马首龙身神、彘身人首神、人面牛身神、人面三首神、豕身人面十六神、龙身鸟首神等等，均名不见经传，是神仙系列之异端，与后世的神魔小说《封神榜》《西游记》《平妖传》等一脉相承。著名话本小说《镜花缘》写海外列国的奇风异俗、人物掌故，于《山海经》中已见端倪。中国各民族品类庞杂、内容离奇的民间故事，有一些也是以《山海经》为蓝本改编的。
夸父的神话故事见于《山海经》，而《淮南子》与《列子》中也有记载，皆是据《山海经》而写就的。其后的《神异经》里那位在东南大荒的巨人朴父，由夸父、博父、朴父的音义来看，此朴父疑亦夸父演化而成的巨人。又据茅盾《中国神话研究ABC》所说，《列子·汤问》中愚公移山的故事，是由夸父逐日神话演变而成，据“帝命夸娥氏二子负山”来看，夸娥极有可能是由夸父演化来的。《中山经》姑瑶之山的瑶草，是未出嫁而早死的帝女精魂化成的，演化为《庄子》里藐姑射山的绰约神女寓言，其后再化为宋玉《高唐赋》的巫山神女朝云，再化而为杜光庭《仙录书》中的西王母第二十三女瑶姬，再化而为曹雪芹《红楼梦》里的绛珠仙草林黛玉。《山海经》中北海海神变为风神的禺强，即是《庄子》寓言的鲲鹏之变的根源。《庄子·应帝篇》中“倏忽为混沌凿七窍”则是来自《北山经》混沌无面目的天山神灵。庄周梦蝶的寓言则是受《山海经》中变化神话的启迪。
在《山海经》中存在大量的创世神、祖先神、自然神、图腾神等，这些神以及与其相关的神话传说，不仅本身具有很高的文学价值，而且为后世的文学创作提供了取之不尽、用之不竭的素材。这些神话传说构成了原始文化的核心和理论体系，深刻地影响到原始文化的许多方面，诸如历史、艺术、文学等。中国文学发展史上浪漫主义文学以神话中诸神为创作题材的作品不胜枚举。
战国时代屈原的浪漫主义文学作品《九歌》中的《湘君》《湘夫人》所记述的舜帝之二妃就是直接取自《山海经》：“洞庭之山……帝之二女居之，是常游于江渊。澧、沅之风，交潇、湘之渊，是在九江之间，出入必以飘风暴雨。是多怪神，状如人而载蛇，左右手操蛇。”
这里的“帝”指尧，尧的两个女儿娥皇、女英一同嫁给了舜。舜南巡时死于苍梧，娥皇、女英赶往当地寻找，却没有找到，死于湘江，成为传说中的湘水之神。
《山鬼》也明显受到《山海经》中众山神的影响。汉代如《神异经》《十洲记》不仅直接受到《山海经》的影响，而且在形式和内容上多有模仿的痕迹。如《神异经》记载一个叫诞的讹兽云：“西南荒中出讹兽，其状若菟，人面能言，常欺人，言东而西，言恶而善。其肉美，食之，言不真矣。”其中对怪兽的叙述与《山海经》中对许多怪兽的叙述几乎完全相同。
再如《神异经》中对“天柱”的记述，也和《山海经》中对起天梯作用的扶木、建木的记述十分相像：“昆仑之山有铜柱焉，其高入天，所谓天柱也，围三千里，周圆如削。下有回屋，方百丈，仙人九府治之。上有大鸟，名曰希有，南向，张左翼覆东王公，右翼覆西王母。背上小处无羽，一万九千里，西王母岁登翼上，会东王公也。”
值得一提的是汉代的一部经典文献《淮南子》，随着其文学价值逐渐被发掘出来，我们发现其体现出的文学价值在许多方面明显受到《山海经》的影响。比如其中保存的大量神话及神话中的诸神都可以在《山海经》中直接找到它们的影子。如治水神话中的大禹、逐日神话中的夸父、射日神话中的后羿、创世神话中的女娲等。在《淮南子》中大禹是一个半人半神的治水英雄，他带领大章、竖亥丈量大地的长短，又积土成山、平山填池，改变大地的面貌。在《淮南子》中关于女娲有这样的记载：女娲炼五色石以补苍天，断鳌足以立四极，杀黑龙以济冀州，积芦灰以止颍水。女娲拯救了濒于毁灭的世界，她确实有再造世界的功绩。另外，她与伏羲通婚，衍生人类，成为人类的始祖。而在《山海经》中可以找到相关资料，“有神十人，乃女娲之肠所化”。这里的女娲已经具有创世所必须懂得的本领——化生化育。如果说汉代以后女娲的神话具有某些创世神话的因素和特征的话，那么，《山海经》关于女娲的记录则已显露其端倪。同样，如果我们去查考六朝志怪、唐传奇、明清小说，如《西游记》和《聊斋志异》等作品，也会发现其中大都有或明或暗、或直接或间接取材于《山海经》的痕迹。如《西游记》中写孙悟空乃石中生出，就明显受到“石中生夏启”神话的影响。《红楼梦》本名《石头记》，也明显受到“精卫填海”等神话的影响。