Émile Picard est connu pour avoir prouvé un théorème difficile qui porte son nom sur les singularités des fonctions holomorphes.
Petit théorème de Picard : toute fonction entière non constante prend chaque valeur une fois au moins, avec au plus une exception.
Grand théorème de Picard : toute fonction holomorphe ayant une singularité essentielle prend chaque valeur une infinité de fois sur tout voisinage de cette singularité, avec au plus une exception.
Les travaux très innovants de Picard ouvrirent la voie à de nouvelles recherches. Il fut le premier à utiliser le théorème du point fixe de Banach dans une méthode d’approximations successives de solutions d’équations différentielles ou d’équations aux dérivées partielles. On lui doit également des travaux en géométrie algébrique et des recherches appliquées sur l’élasticité et sur la chaleur. Son Traité d’analyse constitua longtemps une référence, mais Picard fut aussi philosophe et historien des sciences.
