在绘画上，赵孟頫是元代的泰斗。人物、马牛、山水、花木、竹石、禽鸟，各种题材，下笔皆成妙品。犹如学习书法一样，他学画亦是在复古的精神下博釆众长，而后自成一格。尤其是他在书法、诗文、音乐、鉴赏和考据诸方面的学养，以及奔走南北的阅历，对他绘画风貌、艺术思想也产生了深刻的影响。赵孟頫在绘画中融入诗文，寄托了人文精神，既加深了中国绘画的文化内涵，又拓宽了文人表达思想精神的领域，对尔后中国文化的发展起到积极的影响，他也被后人称作“敞开文人画大门”的关键人物。
赵氏在其绘画中传达的人文精神主要有两方面，即忧国忧民的入世思想和人格独立的出世思想。亦即“兼济天下”与“独善其身”。这种矛盾而统一的心态，一直伴随着他，成为其创作的不尽动力。赵孟頫擅长人骑图与竹石图，兹就此来探窥他在绘画中所阐扬的人文精神。
在赵孟頫传世的绘画作品中，以人物与鞍马，或人骑图为题材的比重最大，据刘龙庭先生统计，见于著录者即达百件之多。以技法而论，赵孟頫的人物鞍马，主要继承唐人传统，具有刚健、华美的特色，工写结合，设色高雅。 在学唐人以复古的基础上，他还从技法上予以创新，如元贞二年(1296年)所作《人骑图》（现藏故宫博物院），以及《人马图》（现藏美国纽约大都会博物馆），画面突出人物和马，而不画背景；人物的衣服用朱色染出重彩，但面部与手皆以赭色杂入朱色而傅以淡彩；马匹以细墨线勾勒，再以墨色烘染后傅以极薄的淡彩。这种舍去背景之法源于唐人韩干《牧马图》，而重彩与淡彩兼施，层层渲染，以增强质感，则是赵氏较韩干有所创新的。
赵孟頫的人物与鞍马图不仅以高超的技能给人以形象美感，而且更重要的是，他往往在这些母题的绘画作品中寄托着自己的思想情绪。赵孟頫笔下的马，雄姿英发，皆有千里骏马之相，有许多马则是拟人的，是赵氏人才自许的象征，流露了他的儒家行义达道思想及怀才不遇情感。
赵孟頫还创作了大量的竹石图，除以书法入画外，赵氏在图中寓以高风亮节、独立自由的含意。他在仕元之后因不受重用而十分尴尬，有“在山为远志，出山作小草”的悲叹。过去和他漫游林泉的士子，曾劝他不要入仕元廷的朋友，也因此而对他产生看法。赵孟頫为了表明自己的心迹，向友人申明，虽然人仕元廷，但并没有与贪官污吏同流合污，而是依然保持着廉洁与正直，事实上他还和权臣桑哥展开斗争，最终将残害江南百姓的桑哥赶下了台。因此他要努力表白自己的清高，自省独立的人格，弥补仕元后带来的遗憾。他取“不改柯、不易节、虚心踏实”的竹子，及独立坚强的形状美丽的太湖石，来作为自己精神的象征。
此外，赵孟頫的山水画，大致有仿古与创新两类，前者如《吴兴清远图》、《洞庭东山图》（现藏上海博物馆）、 《鹊华秋色图》、《江村鱼乐图》（现藏美国克里夫兰美术馆）等，后者有《重江叠嶂图》（现藏台北故宫博物院）、 《茅亭松籁图》（现藏台北故宫博物院）、 《水村图》（现藏故宫博物院）等。而且前者所写山水，大致以实景为题材，后者所写山水，大致以虚景为题材。在绘画风貌上，他的山水作品并无一贯的作风与格调，而是在追求广泛的古意，追求集大成的古意，汲取多方面的艺术营养，并融以自己的创新成分。同时力图以深秀、苍润、含蓄，来改变南宋刘、李、马、夏以斧劈皴、墨块为特征的挺拔刚健的画风。赵孟頫的山水画，虽然每幅的面貌技法不尽相同，但他注意研究传统，重视师法自然，而又在作品中寄托自己的江湖之思和笔墨创意，表达了热爱大自然、热爱自由的情感，则是前后一致的。他的这种探索与尝试，为整个元代山水画风格的形成起到积极的推动作用。
综上所述，赵孟頫的绘画具有丰富的美学技巧涵盖，面对拘于形似的职业正规画，它揭示着士夫的寄兴写意精神；面对高人胜士的游戏翰墨，它又强调着绘画本体的功力修炼；面对严酷的技术标准，它关注着简率萧散的意兴；面对缺乏规则的竞争，它呼唤着传统价值的回归。从这些多元的表现上，我们可以看到赵孟頫绘画艺术的完美性。
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