全诗比兴并用、情景交融，是中国文学史上“悲秋”的名作。
这首诗的主题思想，历史上有两种不同的说法，一谓写“乐极哀来，惊心老至”，一谓“此辞有感秋摇落。系念求仙意， ‘怀佳人’句，一篇之骨”（张玉谷《古诗赏析》卷三）。张玉谷又补充说：“以佳人为仙人，似近、乎凿。然帝之幸河东，祠后土，皆为求仙起见，必作是解，于时事始合，而章义亦前后一线穿去”。诗中求仙之意不明说，只以“怀佳人兮不能忘”一句暗点，意趣含蓄，妙在其中。
全诗共有九句，可分作四层。
“秋风起兮白云飞，草木黄落兮雁南归”为第一层，点出季节时令特点。阵阵秋风卸白云而飞，岸边的树木已不复葱郁，然而纷纷飘坠的金色的落叶，为秋日渲染了一副斑斓的背景。大雁苍鸣，缓缓掠过樯桅。短短两句，清远流丽。胡应麟《诗薮。内编》卷三：“秋风百代情至之宗。”秋日乃惹人思情，虽有幽兰含芳，秋菊斗艳，然凋零的草木，归雁声声，勾起汉武帝对故去的“佳人”不尽的思念之情：“兰有秀兮菊有芳，怀佳人兮不能忘。”此句写的缠绵流丽乃一诗之精华，正如张玉谷《古诗赏析》卷三：“此辞有感秋摇落系念仙意。怀佳人句，一篇之骨．．．”明人谢榛以为，《秋风辞》之起句，出于高祖刘邦的《大风歌》的“大风起兮云飞扬”【《四溟史话》】。仅从字面看，固然不错；但两者的境界和情韵，却颇为异趣。“大风起兮云飞扬”，苍莽辽阔，表现的是风云际会中崛起的雄主壮怀；“秋风起兮白云飞” ，则清新明丽，荡漾着中流泛舟，俯仰观赏的欢情，联系后句，其韵味更接近于《九歌.湘夫人》的“嫋嫋兮秋风，洞庭波兮木叶下。”
“兰有秀兮菊有芳，怀佳人兮不能忘”为第二层，是作者的因景联想和中心情思，兰草的秀丽，菊花的清香，各有千秋，耐人品味。春兰秋菊自有盛时，作者观赏的情趣和心态可以相见。接着作者由对花木的观赏，引发起对佳人的怀念，这种由物到人的移情，在中国古典文学作品中是常用的手法，如屈原《离骚》有“日月忽其不淹兮，春与秋其代序。惟草木之零落兮，恐美人之迟暮”的句子。“怀佳人兮不能忘”里的“佳人”不仅仅局限在字面的本身，它也可以包容了作者对事业的追求心愿，正象屈原以美人比喻自身理想的高洁一样。
也有观点认为武帝于把酒临风之际，怀念的心中“佳人”是指那位“一顾倾人城，再顾倾人国”的北方“佳人”李夫人。李夫人死于元狩年间，武帝思念不已，竟至于信少翁之说，夜致其形貌于宫，在隔帷伫望之中，唱出了“是邪？非邪？立而望之，翩何姗姗其来迟” 的迷茫之歌。而今七、八年过去，武帝还是不能忘怀于她，终于在秋日白云之下，又牵念起这位隔世伊人了。这两句化用《九歌》人神相殊之境，写武帝对“佳人” 的生死相望之思，确有鲁迅先生所说那种“缠绵流丽”的韵致。
五、六、七句“泛楼船兮济汾河，横中流兮扬素波。箫鼓鸣兮发棹歌”为第三层，是泛舟中流的生动描绘，诗情重又振起，竭力描写汉武帝泛舟中流、君臣欢宴景致。当楼船在汾河中流疾驶，潺缓的碧水，顿时扬起一片白色的波浪。在酒酣耳热之际，不禁随着棹橹之声叩舷而歌。“萧鼓鸣兮发棹歌”一句，正是武帝自作《秋风辞》放怀高歌的生动写照。其蹒跚的步履，朦胧的醉态和叩舷而歌额度自得之情，悠然可见。
八、九句“欢乐极兮哀情多，少壮几时兮奈老何！”为第四层，是作者此次行幸河东，乐极哀来的深沉感慨。过分的欢乐之后，又带给人哀怨的心绪，青春难再，老之将至，因而不得不及时行乐了。这一描状自然景物后的思想归结，仍没有摆脱了古代骚人墨客的低沉情调。正象汉武帝本人一样，既有平南越、斥匈奴、兴太学、崇儒术的文治武功，又有敬神仙、请方士，因横征暴敛至使“流民愈多，盗贼分行”的过错（见《汉书》卷四十六《石庆传》），所以这首《秋风辞》既有不少自然流畅，使人成诵难忘的秀句，又有叹息人生短暂的虚无色彩。
总结看来，首二句写秋景如画，三、四句以兰、菊起兴，融悲秋与怀人为一。以下各句写舟中宴饮，乐极生哀，而以人生易老的慨叹作结。
此诗虽是即兴之作，一波三折，抒写得曲折缠绵，毫无直泻无余之感。在清丽如画的写景中，轻轻拨动怀想家人的思弦；于泛舟中流的欢乐饮宴，发为逸兴遄飞的放怀高歌；然后又急转直下，化作年华不再的幽幽叹息，将这位一代雄主的复杂情思，书写的曲折而又缠绵。沈德潜《古诗源》卷二：“《离骚》遗响。文中子谓乐极哀来，其悔心之萌乎？”以“《离骚》遗响”观之，乃就文辞而言。沈德潜的评价非常切实。《秋风辞》之所以能以清新流丽之辞，与苍莽雄放的《大风歌》相敌并同流传百世，原因正在于此。