这首诗写的是诗人从早至晚山游所见的情景。诗首联记叙诗人攀登险唆盘的山间小路，拂松穿竹登上山顶的过程；颔联描写登山后所见的优美景色，静中有动，动中有静，属对工巧，是诗情画意的结合；颈联由写景转为农家生活的记事，表现了诗人对稼穑农事的关心；尾联仍是叙中有景，诗人走出村庄，在暮色中山上的牛羊正向村庄走去，自己则听凭着马儿信步而行，踏着月色归来，又是一幅清辉步月图。全诗以时间为顺序，从清写到傍晚，结构清晰，极富有层次感。
诗的开头，“山石峻嚵磴道微，拂松穿竹露沾衣”。“山石险峭，有一条依稀可辨的石级山路。人从拂面的松枝竹梢中穿过，露水打湿了衣裳。这里，拂松穿竹，不是分指从竹丛中穿过，松枝拂人，而是合指穿过松林竹丛，松枝竹梢拂人。
“烟开远水双鸥落，日照高林一雉飞”，说远处水上，淡烟消散，落下双鸥；太阳照着高高的树林，飞起一只野鸡。描绘出一幅远水高林，野鸟飞翔的画面，色调鲜明阔朗，是全诗中的突出部分。
“大麦未收治圃晚，小蚕犹卧斫桑稀”，写山村暮春初夏之交的生产状况。大麦没有收割，整治菜园子已经晚了春蚕还在喂养，桑树也显得枝叶稀疏。从这一联诗看，作者对农家生活还是比较熟悉的。大麦收割前就得整治菜园子，春蚕也是到了吐丝做茧时才停止吃桑叶。这一联诗描绘了又一个画面，从远水高林，移到村外麦地桑丛，视点从远到近。
末一联，“暮烟已合牛羊下”，写村庄中的晚景。暮霭笼罩，放牧的牛羊从山上下来了。这一句的意境，是从《诗经·君子于役》“日之夕矣，牛羊下来”句中化出来的，用在这里，写山村的晚景，很妥贴。“信马林间步月归”，是说自己，骑在马上，踏着月色，信步回到住处。写的是山村中的画面，视点从村外移到村中。
全诗八句，时间是从清早露水未干时出发，一直到了晚上月亮上来，才到达住处。一路上，信马慢行，欣赏沿途的自然风光。给读者描绘了一个个画面，视点随着移动。正表现出一位画家诗人作品中诗情画意融为一体的艺术特色。
此诗“巴东”这一地理概念的具体所指，历来有所争议。一些旧注认为诗题上的“巴东”即是唐代归州的巴东（今湖北巴东），如比较权威的清代学者王琦所注的《李太白全集》在此诗题下解释说：“巴东，即归州也，唐时隶山南东道。”（《李太白全集》中册1021页，中华书局出版）若仅凭字面意义，此说无错。但按照诗意，则不可通。诗题曰“自巴东舟行经瞿唐峡登巫山”云云，可知诗人的行进路线是从巴东出发，然后穿过瞿唐峡，接着才登上巫山的。若此，巴东的位置一定在瞿唐峡之前，或者说，瞿唐峡一定在巴东和巫山的中间。然而，归州的巴东却在巫山的下游，若自这里登巫山，则必须溯江而上，但无论如何又无法经过瞿唐峡。如果顺流，那就要先过瞿唐峡，登巫山之后要再行走相当一段水路方可到归州的“巴东”，与诗题大相牴牾。于此可知，“归州巴东”的说法是错误的。其实此诗中的“巴东”是指夔州（今重庆奉节）。《新唐书》地理志卷四十载：“夔州，云安郡下都督府，本信州巴东郡。武德二年（619）更州名，天宝元年（642）更郡名。”据此可知夔州原来是信州的巴东郡，至“天宝元年”始“更郡名”。李白此行当在开元十三年（725），此时的夔州尚未改名，仍叫巴东郡，所以诗人才有此称。又据《方舆胜览》：“瞿塘峡在夔州东一里”。若把与此有关的地名按长江流向自上而下的地理位置排列一下的话，其顺序则是夔州、瞿唐峡、巫山、巴东，况且前三处所距不远，完全可能是在一天中所经过的三个地方。诗人自夔州（时称巴东郡）出发，很快即经过瞿唐峡而到达巫山（参见《中国历史地图册》第五册47－48页，中华地图学社出版）。这样解则全诗疑窦顿开，语意甚明。
诗的开头概述自己登巫山前的情景。“江行几千里，海月十五圆”两句是说自己从家乡出发以来，沿江已走了几千里水路。这天正逢望日，明月皎洁，圆如银盘。诗人接着说，刚刚经过瞿唐峡之后便徒步登上巫山的最高峰。在山巅之上，诗人极目千里，饱览巫山的雄姿。“巫山高不穷，巴国尽所历”紧承前句，写巫山的高危与广阔。“不穷”是无穷无尽之意，这显然是夸张的说法，但又可说是诗人所目见。因为诗人视野之内皆是耸山峻岭，都是巫山之境，故谓之“无穷”，所以下句说整个巴国境内都被巫山占据了。当然此句只是形容巫山面积之大，与杜甫名句“岱宗夫如何，齐鲁青未了”句意相同，不必拘泥考证巴国的辖境。“日边攀垂萝，霞外依穹石。飞步凌绝顶，极目无纤烟”四句写登山时的主观感受。山路高危陡峭，诗人要凭借垂下的藤条萝蔓才可向上攀援，有时只好倚偎在突出的大石头上喘息一会儿。诗人登得太高了，他觉得好像在日边霞外一般，云气在脚下缭绕，太阳在身边高悬。诗人心情愉悦，急不可待地快步登上绝顶，向远处眺望。啊!太美了。天清日朗，万里澄鲜，一点遮挡视线的东西也没有。他心旷神怡，浮想联翩，以下六句便写其在顶峰上的感受。
“却顾”两句是说，山顶真是高极了，回头向下一看，只见万里深渊神秘莫测，令人面容失色，心惊肉跳；抬头向上一望，头上即是青天。登临高绝之处，惊愕中又有几分自豪感，这是所有登山人都会产生的普遍心理。于是诗人展开了想象的翅膀，竟觉得青天仿佛可以用手就能摸到一样，但夜间所常见的银河此时却不知哪里去了。远望云彩的升起之处，便可知道苍梧山所在的地方；观看那奔腾的大江的流逝，便可辨别大海所在的方向。“苍梧”语出《归藏·启筮》：“有白云出自苍梧，入于大梁”。“瀛海”一词出白于《史记》。其实这两句诗是诗人由眼前所见的云气和江水发想而来，江流的方向当然应该是大海，无须详考。“周游孤光晚，历览幽意多”两句是过渡句，承上启下，下文便转写归途中的景色。
“积雪照空谷”以下八句大意是说，高山背阴处的积雪映照着空荡荡的深谷，风吹树木发出呜呜的悲凄之声。踏上归途时天色已晚，只剩夕阳的余晖了，但诗人游意未艾，兴致颇高。江上寒冷，故早早就听到了猿的啼叫之声，天色朦朦胧胧，远处的松林已隐隐约约，一轮明月从那里缓缓升起，宛如松林吐出的一般。月光皎洁明媚，猿声清幽凄厉。此情此景给人一种空寂静穆的感觉。这既是眼前的实景，又有诗人不忍离去的主观情感寓于其间，因此有一种惆怅惋惜的情味。最后两句说虽然自己还有游兴。但不愿再听到猿的啼叫声，这才怀着恋恋不舍的心情辞别了巫山，拄着登山杖回到了船上。
全诗记叙登巫山的经过，写得相当完整。从开始上山写起，继写登山时的感受与登上顶峰时所见到的景色，最后写下山及回船的过程，一气呵成，完全按时间顺序和所经历的过程来写，脉络清晰，层次分明。诗中借助夸张手法和大胆的想象渲染巫山之高峻宏伟，“日边”、“霞外”等诗句给人以飘飘欲仙之感“青天若可扪，银汉去安在?”两句更是异想天开的惊人之语，令人耳目一新，充分体现出诗人的浪漫气质。此诗是太白初离家乡时所作，他第一次接触到如此雄伟壮阔的山川景色，又因未接世事，所以诗中洋溢着欣喜之情，虽然在后半部分略含凄寂之味，但那恰恰充分地表现了游兴未尽的遗憾与惋惜，并没有什么感伤的情味。全诗的基调是明朗乐观，积极向上的，与其后来的一些山水诗的扑朔迷离，晦暗感伤是大不相同的。