这首诗意境明朗，语言浅近，音韵流畅。全诗意境清朗优美，风致自然天成，为李白脍炙人口的名篇之一。
诗从“峨眉山月”写起，点出了远游的时令是在秋天。“秋”字因入韵关系倒置句末。秋高气爽，月色特明（“秋月扬明辉”）。以“秋”字又形容月色之美，信手拈来，自然入妙。月只“半轮”，使人联想到青山吐月的优美意境。在峨眉山的东北有平羌江，即今青衣江，源出于四川芦山县，流至乐山县入岷江。次句“影”指月影，“入”和“流”两个动词构成连动式谓语，意言月影映入江水，又随江水流去。生活经验告诉我们，定位观水中月影，任凭江水怎样流，月影却是不动的。“月亮走，我也走”，只有观者顺流而下，才会看到“影入江水流”的妙景。所以此句不仅写出了月映清江的美景，同时暗点秋夜行船之事。意境可谓空灵入妙。
次句境中有人，第三句中人已露面：他正连夜从清溪驿出发进入岷江，向三峡驶去。“仗剑去国，辞亲远游”的青年，乍离乡土，对故国故人不免恋恋不舍。江行见月，如见故人。然明月毕竟不是故人，于是只能“仰头看明月，寄情千里光”了。末句“思君不见下渝州”依依惜别的无限情思，可谓语短情长。
诗中连用了五个地名，构思精巧，不着痕迹，诗人依次经过的地点是：峨眉山──平羌江──清溪──三峡──渝州，诗境就这样渐次为读者展开了一幅千里蜀江行旅图。除“峨眉山月”以外，诗中几乎没有更具体的景物描写；除“思君”二字，也没有更多的抒情。然而“峨眉山月”这一集中的艺术形象贯串整个诗境，成为诗情的触媒。由它引发的意蕴相当丰富：山月与人万里相随，夜夜可见，使“思君不见”的感慨愈加深沉。明月可亲而不可近，可望而不可接，更是思友之情的象征。凡咏月处，皆抒发江行思友之情，令人陶醉。连用五个地名，精巧地点出行程，既有“仗剑去国，辞亲远游”的豪迈，也有思乡的情怀，语言流转自然，恰似“清水出芙蓉，天然去雕饰”。
本来，短小的绝句在表现时空变化上颇受限制，因此一般写法是不同时超越时空，而此诗所表现的时间与空间跨度真到了驰骋自由的境地。二十八字中地名凡五见，共十二字，这在万首唐人绝句中是仅见的。它被视为绝唱，其原因在于：诗境中无处不渗透着诗人江行体验和思友之情，无处不贯串着山月这一具有象征意义的艺术形象，这就把广阔的空间和较长的时间统一起来。其次，地名的处理也富于变化。“峨眉山月”、“平羌江水”是地名副加于景物，是虚用；“发清溪”、“向三峡”、“下渝州”则是实用，而在句中位置亦有不同。读起来也就觉不着痕迹，妙入化工。