Feshbach lämnade viktiga bidrag till teorin för atomkärnors struktur och dynamik. Han deltog bl.a. i utvecklingen av de optiska och statistiska modellerna för kärnors växelverkan. Begreppet Feshbachresonans används såväl inom kärnfysik som inom atom- och molekylfysik. Med P.M. Morse utgav Feshbach 1953 ett omfattande standardverk inom matematisk fysik, Methods