有人认为《山海经》是神话小说，根据是该书的内容都是街头巷议、道听途说的逸闻琐事，如明代学者胡应麟把《山海经》当成笔记小说对待。至清代撰修《四库全书》时也将《山海经》归入小说类，清代纪昀称其为中国“小说之最古者”。但是，这种观点是难以令人信服的。如果对《山海经》进行全面的分析便会发现，尽管《山海经》保存了大量的神话传说，但是，书中绝大部分都是对山川、物产、风土人情的地理性描述，所包含的神话传说，仅占全书内容的三分之一。因此，把《山海经》看成神话小说是不恰当的。
进入20世纪以来，许多学者重新审视《山海经》，对此有了更深刻的理解。著名文学家鲁迅先生在《中国小说史略》中说：《山海经》记载的海内外山川、神祇异物及祭祀所宜……所载祀神之物多用糈（精米），与巫术合，盖古之巫书也。茅盾先生则认为《山海经》保存了很多原始神话，是一部杂乱无章的神话总集。上述观点影响很大，为多数学者所接受，并在此基础上有所发展，形成三种见解：其一，认为《山海经》是一部巫觋、方术之书。根据是全书一半以上的神话传说，无不与“巫”有关。如祭应龙、驱旱魃以求雨，群巫救窃窳，桃都山神话等。战国时期，楚国巫风最盛，《汉书·地理志》称楚人“信巫鬼，重淫祀”。近年来，楚地出土的一些木雕偶人、怪神像等与《山海经》中记述的半人半兽怪神十分相似。由此可推测该书是巫师施行巫术的参考书。其二，《山海经》是中国最早的神话总集。保存了许多亡逸的神话故事，如夸父逐日、后羿射日、精卫填海、舜葬苍梧、羲和浴日、西王母使青鸟、王亥伏牛等。这些神话故事既反映了我国古代劳动人民敢于同自然抗争的奋勇精神，又充分展示了古人丰富的想象力和创造力。其三，《山海经》虽然记述了许多山川、异域，但并不是客观的记述，而是夹杂了一些巫术成分，荒诞怪异，缺乏依据。因此，不能当做实用的地理书对待。同时，也要看到，尽管《山海经》对后世的志人志怪小说产生过影响，但它本身并不是小说。身为历史学家又精通古代宗教神话的顾颉刚先生认为，《山海经》是一部巫术性的地理书。
近年来，人们对《山海经》的定位又提出了新的看法，人类史学家经过反复研究，认为《山海经》记载了三千多个母系社会和父系社会古国，是一部记述中国远古图腾社会生活状况的综合性通史著作。而医学专家通过考察认为，《山海经》记载了百余种药物，能治疗疾病的药有三十多种，他们称《山海经》为中国本草之先祖。《山海经》究竟是什么性质的书，真是仁者见仁，智者见智，学术界一时难以达成共识。
正如当代著名历史地理学家谭其骧先生指出的那样：“《五藏山经》在《山海经》全书各部分中最为平实雅正，尽管免不了杂有一些传闻、神话，基本上是一部反映当时真实知识的地理书。”据谭先生研究，《山经》共写了四百四十七座山，这些山中，见于汉晋以来记载，可以确切对应的约为一百四十座，占总数的三分之一左右。其中对晋南、陕中、豫西地区记述得最详细正确。这应该是研究我国古代地理的宝贵资料。而《山经》在记述时，往往以山为纲，以首山叙起，依次叙山名、水名、道里、民族、风俗、物产、药物、祭祀、巫医等，又是研究其他学科的宝贵材料。在《海经》中，记载了诸如穿胸民、羽民国、厌火国、贯胸国、不死民、反舌国、三首国、长臂国、三身国、一臂国、奇股国、丈夫国、巫咸国、女子国、轩辕国、白民国、长股国、一目国、大人国、君子国、无肠国、夸父国、黑齿国、玄股国等奇异的国家和民族，虽然这些国家和民族并非真有，只存在于传说中，但也有一定的地理学和民族学价值。
《山海经》最重要的价值就在于它保存了大量神话传说，这些神话传说除了大家都很熟悉的夸父逐日、大禹治水等之外，还有许多是人们不大熟悉的。如《海外北经》中载：“共工之臣曰相柳氏，九首，以食于九山。相柳之所抵，厥为泽溪。禹杀相柳，其血腥，不可以树五谷种。禹厥之，三仞三沮，乃以为众帝之台。在昆仑之北，柔利之东。相柳者，九首人面，蛇身面青。不敢北射，畏共工之台。台在其东。台四方，隅有一蛇，虎色，首冲南方。”
这个禹杀相柳的传说充满了神奇色彩，既可从文学或神话学的角度来研究，又可以从中看出共工、相柳、禹三人之间关系，由此可见古代民族部落之间的激烈斗争。《山海经》中大量存在的这些神话传说，是我们今天研究原始宗教的宝贵资料。又如：“巫咸国在女丑北，右手操青蛇，左手操赤蛇。在登葆山，群巫所从上下也。”（《海外西经》）“有灵山，巫咸、巫即、巫盼、巫彭、巫姑、巫真、巫礼、巫抵、巫谢、巫罗，十巫从此升降，百药爰在。”（《大荒西经》）
在《山海经》的神话中，不仅可以看到巫师的活动，也可以看到古代民族的信仰、崇拜等。在《山海经》中，存在着大量关于神奇动物的记载，这些动物主要是鸟、兽、龙、蛇之类，它们往往具有神奇的力量。这些动物很可能就是古人的图腾崇拜。如上文所引的《海外西经》中的文字：“巫咸国在女丑北，右手操青蛇，左手操赤蛇。”蛇可能就是巫咸国的图腾。研究中国古代的宗教信仰，《山海经》是必不可少的参考资料。
《山海经》中的神话传说在一定程度上也是历史。虽然神话色彩非常浓厚，其真实性要大打折扣，但是，它们毕竟留下了历史的影子。把几条类似的材料加以比较，有时还是可以看到历史的真实面貌的。例如上文所引《大荒北经》中黄帝战蚩尤的记载，除去其神话色彩，我们可以从中看到一场古代部落之间的残酷战争。又如《大荒西经》和《海内经》中记载了一个黄帝的谱系：黄帝妻雷祖，生昌意。昌意降居若水，生韩流。韩流擢首、谨耳、人面、豕喙、麟身、渠股、豚止，取淖子曰阿女，生帝颛顼。颛顼生老童，老童生重及黎。帝令重献上天，令黎邛下地。下地是生噎，处于西极以行日月星辰之行次。这个谱系带有传奇色彩，具有神谱的性质，然而，它与《大戴礼记·帝系篇》《史记·五帝本纪》、皇甫谧《帝王世纪》基本相同。
同时，《山海经》又是一部科技史，它既记载了古代科学家们的创造发明，也记载了他们的科学实践活动，还反映了当时的科学思想以及已经达到的科学技术水平。例如，关于农业生产，《海内经》载：“后稷降以谷”“叔均始作耕”。《大荒北经》载：“叔均乃为田祖。”关于手工业，《海内经》载：“义均是始为巧倕，是始作下民百巧。”关于天文、历法，《海内经》载：“噎鸣生岁十有二。”《大荒西经》载：“帝令重献上天，令黎邛下地。下地是生噎，处于西极以行日月星辰之行次。”诸如此类的记载不胜枚举。有一些关于自然现象的记载尤为珍贵，这在别的书中是看不到的，如《海外北经》载：“钟山之神，名曰烛阴。视为昼，瞑为夜；吹为冬，呼为夏；不饮，不食，不息，息为风。身长千里……其为物，人面，蛇身，赤色，居钟山下。”
许多学者认为，《山海经》在这里记载的是北极地带半年为昼、半年为夜的极地现象，只不过古人无法解释这种现象，于是诞生了神话。这种记载无疑是宝贵的科学资料。类似的例子还有很多。例如《大荒东经》载：“汤谷上有扶木，一日方至，一日方出，皆载于乌。”又如《海外东经》载：“汤谷上有扶桑，十日所浴，在黑齿北，居水中。有大木，九日居下枝，一日居上枝。”这两条记载，前者被认为记载的是太阳黑子活动和北极的极地现象，后者记载的是极地附近的假日现象。此外，从《山海经》中，我们也可以看到古人对大地的探测活动。《海外东经》载：“帝命竖亥步，自东极至于西极，五亿十万九千八百步。竖亥右手把算，左手指青丘北。”《中山经》说：“天地之东西二万八千里，南北二万六千里。”这些记载，数字未必准确，但已反映出中国古人的探测活动。总而言之，《山海经》是一部充满着神奇色彩的著作，内容无奇不有，无所不包，蕴藏着丰富的地理学、神话学、民俗学、科学史、医学等学科的宝贵资料，细心钻研，深入探讨，就会有新发现。
《山海经》中的人文精神对后世的影响也很深远。一部流传千古的好书，不受时空限制，既有历时性，又有共时性，历久弥新，体现了文化传承的深厚渊源及其蕴涵的人文理念。晋代诗人郭璞为《山海经》作图赞，已经注意到这一点：“共工赫怒，不周是触。地亏巽维，天缺乾角。理外之言，难以语俗。”共工与颛顼争帝，怒触不周山，其“理外之言”在于揭示人类的奋斗精神与生命的本质意义。人是顶天立地的人，即使倒下，“天柱折，地维绝”，只要精神不死，依旧能够站立起来。中国人的世界观、人生观有一个显著特点：既重视生死，又轻视生死，所谓“人固有一死，或重于泰山，或轻于鸿毛”。从哲学思想上说，儒家重视生死，孔曰“成仁”，孟曰“取义”；老庄轻视生死，“齐生死”“生不足喜，死不足悲”，庄子甚至为他妻子之死鼓盆而歌。前者诠释生命的意义与价值，后者则发现生死的变化和规律。孔孟老庄都是有大智慧的人，他们的哲学思想包括生命科学。孔孟注意到生命的剧变，采取激烈的方式；老庄则注意到生命的渐变，主张顺其自然，采取温和的方式。《山海经》提供了一个天生地育的生命文本，杂糅孔孟老庄以及各家思想。从表面看，《山海经》多客观记述，对生命采取自然主义态度，顺时安分，乐天知命，与老庄同一姿态；小国寡民，也是当时的实际情况。然而，严酷的生存环境与不测之祸，又促使一些人奋起抗争，《山海经》在记述这些人物故事时，带有强烈的主观色彩，采取比孔孟更激进的方式，如逐日的夸父，舞干戚反抗天帝的刑天，治水丢脑袋的鲧，化作禽鸟衔石木填海的精卫，以及三面六臂的人，各种异相变体的兽，都是桀骜不驯者。“夸父诞宏志，乃与日竞走……余迹寄邓林，功竟在身后”“精卫衔微木，将以填沧海。刑天舞干戚，猛志固常在”。“浑身静穆”的大诗人陶渊明也是受这种舍生忘死精神的鼓舞，作《读山海经》十三首，而变得“金刚努目”。他在第一首中指出：“泛览周王传，流观山海图。俯仰终宇宙，不乐复何如？”《山海经》阳刚的人文理念与他“聊乘化以归尽”的隐逸思想也是并行不悖的。
此外，《山海经》历来有禹鼎、地图、壁画、巫图诸说，证明它与雕刻、绘画、音乐都有联系，人文精神也一脉相承。