Tư tưởng thiền học của Thiền sư Thạch Liêm có thể diễn tả bằng ba công thức: thiền tịnh song tu, Nho Phật nhất trí và Lâm Tào tổng hợp.

• Thiền Tịnh Song Tu: Thiền tông và Tịnh độ tông được phối hợp làm một, và Tịnh độ trở thành một phương pháp hành thiền giản dị mà đại chúng có thể tu tập được. Phật A Di Ðà trở thành tự tính của mọi người, thấy được Phật A Di Ðà tức là thấy được tự tính của chính mình.
• Nho Phật nhất trí: sư có kiến thức vững vàng về Nho học. Ý tưởng Nho Phật nhất trí của sư được thấy rõ trong hai câu đối đề tại chùa Thiền Lâm năm 1695, khi giời đàn được thiết lập tại đây. Hai câu đối ấy như sau:

Thích thị trì luật, nho giả lý trung, tổng yéu tu thân thành ý, tự nhiên kính trực hồ nội, nghĩa phương hồ ngoại;Quân tử sắc cơ, thiền nhân tập định, đồng quy kiến tính minh tâm, đoan do giới thận bất đổ, khủng cụ bất văn.

Nghĩa là::

Phật gia trì giới, nho giả lý trung, cốt ở thành ý tu thân, tự nhiên ngoài có nghĩa phương, trong có chính trực;Quân tử sắc cơ, thiền nhân tập định, đều về minh tâm kiến tính, cũng vì răn nơi chẳng thấy, sợ chỗ chẳng nghe.

Ý tưởng trên còn thể hiện rõ trong phần đầu của lá thư "Hộ pháp Kim thang" mà sư đã viết tặng chúa Nguyễn Phúc Chu ngày chúa thụ giới Bồ Tát. Ngoài ra, trong bản điều trần dâng lên chúa Nguyễn, sư đề nghị bốn điều, trong đó có điều thứ tư là mở trường để đào tạo nhân tài. Sư đề nghị "dựng nhà quốc học, tôn thờ Khổng Thánh, tàng trữ sách Nho giáo và mời các nhà lý học danh nho ra làm thầy để giảng minh đạo Thánh"...

• Lâm Tào tổng hợp: những đặc tính của thiền phái Tào Ðộng như nguyên tắc Ngũ Vị Quân Thần, Chỉ Quán Ðả Tọa, v.v... không thấy nhắc đến trong thiền ngữ và thi văn của Thạch Liêm. Trái lại trong lúc chỉ dẫn cách tu cho đệ tử, sư hay nêu ra thoại đầu và công án rất thịnh hành trong phái Lâm Tế. Ví dụ trong "Hộ pháp Kim Thang Thư" viết cho chúa Nguyễn Phúc Chu, ông đề nghị chúa tham khảo thoại đầu Ai là chủ nhân của ta (như hà thị ngã chủ nhân công)..."...[12].