魏源在林则徐的支持下，编辑并出版了《海国图志》。这本书介绍了世界各国的历史、地理，并总结了鸦片战争的经验教训，同时论述了海防战略战术以及西洋科技船炮图说等内容。《海国图志》在当时是非常有名的，但由于清朝统治者的保守思想，这本书的印刷数量并不理想，仅有3000本在三年内卖出一本，反映出当时中国人对外部世界的了解非常有限。

《海国图志》共有三个版本：50卷本、60卷本和100卷本。魏源最初在1842年编成50卷本，1847年扩充为60卷本，次年徐继畲的《瀛环志略》问世。咸丰二年（1852年），魏源又增补为100卷本。这本书内容丰富，涵盖了世界各国的地理、历史、经济、政治、军事和科学技术，乃至宗教、文化等情况，并附有世界地图、各大洲地图和分国地图等。魏源编写《海国图志》的目的是为了让国人了解外国，学习外国的长技，兴利除弊，增强国力，抵抗外来侵略。

此外，魏源的其他著作还包括《皇朝经世文编》、《圣武记》、《书古微》、《诗古微》、《默觚》、《老子本义》和《元史新编》等。