Mặc dù Nielsen chủ yếu đến sáng tác bằng piano, nhưng ông chỉ sáng tác trực tiếp đôi khi trong khoảng thời gian 40 năm, tạo ra các tác phẩm thường có phong cách đặc biệt, điều này đã làm chậm sự chấp nhận của quốc tế. Kỹ thuật piano của riêng Nielsen, một tiếng vang của nó có lẽ được lưu giữ trong ba trụ sáp ghi "Carl Nielsen" tại Cơ quan Lưu trữ Nhà nước ở Aarhus, dường như chỉ là tầm thường. Xem lại bản ghi âm năm 1969 các tác phẩm của nghệ sĩ dương cầm John Ogdon, John Horton nhận xét về những tác phẩm ban đầu: "Nguồn lực kỹ thuật của Nielsen khó có thể đo lường được sự hùng vĩ trong các thiết kế của ông ấy", trong khi mô tả các tác phẩm sau này là "tác phẩm lớn có thể so sánh với nhạc giao hưởng ”. Giọng điệu chống lãng mạn của Symphonic Suite, Op. 8 (1894) được một nhà phê bình sau này mô tả là "không khác gì một bàn tay nắm chặt thẳng vào mặt tất cả các quy ước âm nhạc đã được thiết lập". Theo lời của Nielsen, Chaconne, Op. 32 (1917) là "một tác phẩm thực sự vĩ đại, và tôi nghĩ là hiệu quả". Nó không chỉ được truyền cảm hứng từ tác phẩm của Bach, đặc biệt là chaconne dành cho violin độc tấu, mà còn bởi những cách dàn dựng piano điêu luyện trong âm nhạc của Bach của các nhà soạn nhạc như Robert Schumann, Johannes Brahms và Ferruccio Busoni. Cũng trên quy mô rất lớn, và từ cùng năm đó, là Chủ đề và Biến thể, Op. 41, trong đó các nhà phê bình đã nhận ra ảnh hưởng của Brahms và cả Max Reger, người mà trước đó Nielsen đã viết cho một người bạn "Tôi nghĩ rằng công chúng sẽ hoàn toàn không thể hiểu được công việc của Reger và tôi cảm thông hơn rất nhiều đối với ông ấy. nỗ lực hơn là hướng tới ... Richard Strauss ".

Tất cả các tác phẩm organ của Nielsen đều là những sáng tác sau đó. Nghệ sĩ organ người Đan Mạch Finn Viderø gợi ý rằng sự quan tâm của ông được thúc đẩy bởi Orgelbewegung (phong trào cải cách đàn Organ), và việc đổi mới các ống trước của đàn organ Schnitger ở Nhà thờ St. Jacobi, Hamburg, từ năm 1928 đến năm 1930. Tác phẩm lớn cuối cùng của Nielsen - Commotio, Op. 58, một bản nhạc dài 22 phút cho organ - được sáng tác từ tháng 6 năm 1930 đến tháng 2 năm 1931, chỉ vài tháng trước khi ông qua đời.