他在《温疫论·原序》中记载了温疫流行的严重性，“一巷百余家，无一家仅免；一门数十口，无一口仅存在者。”而当时医家则墨守伤寒法治疗温疫，非但无效，反而引起不良后果，以致“枉死不可胜计。”吴氏面对这阖门而殪，举族而亡之惨景，十分感慨地说：“守古法不合今病，以今病简古书原无明论，是以投剂不效。医者彷徨无措，病者日近危笃，病愈急，投药愈乱，不死于病，乃死于圣经之遗亡也。吁!千载以来，何生民不幸如此。”于是他“静心穷理”的研讨当时严重威胁人类生命和健康的温病，结合自己毕生治疫的心得体会。将“平日所用历验之法，”从实际出发，著成《温疫论》一书，对温疫病因与特点提出了创新性贡献。
1 倡戾气致疫学说
吴氏以前，对于疫病病因曾有过多种说法。如时气说、瘴气说等，然而更多的医生仍局限于“百病皆生于六气”之说。晋·王叔和认为，“非时之气”是引起疫病发生和流行的原因。隋·巢元方承袭王氏之说，也认为时行病(疫病)是由于“非其时而有其气”引起。但吴有性不因旧说。他从临床实践中认识到温疫病的发病原因，并非感受“六淫”之邪，也不是感受“非时之气”，而是由自然界一种异气所引起。
《温疫论·原序》第一句话就明确写道：“夫温疫之为病，非风、非寒、非暑、非湿，乃天地间别有一种异气所感，”吴有性把异气又称为杂气、戾气、疠气、疫气。他在“伤寒例正误”一节中再次明确指出，“夫疫者，感天地之戾气也。戾气者，非寒、非暑、非暖、非凉，亦非四时交错之气，乃天地间别有一种戾气。”并进一步指出，“刘河间作《原病式》，盖祖五运六气，百病皆原于风寒暑湿燥火，无出此六气为病者，实不知杂气为病更多于六气? ?专务六气，不言杂气，岂能包括天下之病欤!”这就突破了明以前的医家对温病病因所持有的时气说、伏气说、瘴气说以及百病皆生于六气的论点，成为温病病因学上的一大创见，为整个温病学体系的建立奠定了坚实的基础。
2 戾气感染途径自口鼻而人
吴氏在总结自己临床经验的基础上，不仅确认“时疫能传染于人”(《温疫论·辨时伤寒时疫》)，而且解决了前人未解决的科学问题。《温疫·原病》说：“此气之来，无论老少强弱，触之者即病，邪从口鼻而入，”又说“邪之所着，有天受，有传染，所感虽殊，其病则一。”此打破了历来“邪从皮毛而入”的定论，明确说明戾气可通过3条途径传播：一是邪从口入．引起消化系统传染病，如伤寒、痢疾等病原体主要存在于病人或带菌者肠道中，随大便排出体外。人们饮用染有这类病原体的水和食物可得病；二是邪从鼻入。即“天受”，就是从呼吸传播的传染病，如流感、麻疹、白喉等，这些病原体主要存在病人或带菌者的呼吸道。通过飞沫、空气和尘埃传播给他人；三是与病人接触而感邪生病。如肝炎、肺结核等，虽由口鼻传染，但有密切接触史者发病率高。吴氏的科学观点，对预防医学的发展亦有重大贡献。
3 戾气具有特异性定位
吴有性观察到某种戾气对某脏器组织有特异性定位，即某种戾气对某脏器组织有亲和力，可好发某脏的病变。所以，《温疫论·杂气论》又说：“盖当其时，适有某气专入某脏腑经络，专发为某病。”吴氏这一发现，已被现代微生物学的研究所证明。微生物病原体侵入人体后，无论是病原体本身。或由病原体产生的毒素，能选择性侵犯某脏器某组织，如脑炎病毒、破伤风毒素侵犯神经系统，伤寒杆菌容易侵害肠组织等等。
4 戾气为病具有差异性
吴有性观察到人类的疫病和禽兽的疫病是由不同的戾气所引起。正如《温疫论·论气所伤不同》说：“无形之气，偏中于动物者，如牛瘟、羊瘟、鸡瘟、鸭瘟，岂当人疫而已哉?然牛病而羊不病，鸡病而鸭不病，人病而禽兽不病，究其所伤不同，因其气各异耳。”这些卓越的见解，与近代生物的种属免疫性相吻合，而且在世界传染病学史上占有领先的地位。
5 戾气致病具有流行性 散发性 地区性与时间性的不同表现
吴有性论述大流行为“其年疫气盛行，所患者众，最能传染。”(《温疫论·论气盛衰》)；散发性为“其时村落中偶有一、二人所患者虽不与众人等”(《温疫论·杂气论》)：地区性为“或发于城市，或发于村落，他处安然无有，是知气之所着天方也。”(《温疫论·杂合论》)；时间性为“是以知温疫四时皆有，常年不断，但有多寡轻重耳。”(《温疫论·论气盛衰》)“幸而几百年来罕有之。”(《温疫论·杂合论》)。
6 疫气致病重而变化多端
吴有性指出，“缓者朝发夕死，急者顷刻而亡”(《温疫论·杂气论》)，并告诫医者“此一日之间而有三变…… 因其毒盛，传变亦速。”(《温疫论·急证急攻》)。
7 戾气致病和人体正气有关
吴氏认为人体感受戾气之后，是否致病，取决于戾气的量、毒力和人体的抵抗力。“本气充满，邪不易入；本气适逢亏欠．呼吸之间，外邪因而承之”，“其感之深者，中而即发。感之浅者，邪不胜正，未能顿发”，若是“其周年气之来之厉，不论强弱，正气稍衰者，触之即病。”(《温疫论·原病》)。
8 戾气不一应专病专药
吴有性根据戾气为病在种属之间的特异性和事物的矛盾性，辨证地提出“以物制气”的观点，即用药物来治疗疫病。希望能“一病只一药之到病也”(《温疫论·论气所伤不同》)。从字里行间可以看出他主张方药专一，并坚信一药能治一病。虽然当时他并未能发明这些“专药”，但其创新性思想，在今天运用科学的手段，制成青蒿素、丹参针、川芎嗪等专效高效药物，成为现实。尽管吴有性当时仅是设想，然而，他的思路和胆略，值得敬佩。