وله كتب كثيرة منها: كتاب " العلل "، وكتاب " الشمائل "، وكتاب " أسماء الصحابة "، وكتاب " الأسماء والكنى "، وأشهر كتبه بلا ريب " جامعه " المسمى بـ " السنن ". وقد ذكرنا في (فصل الحديث الحسن) أن " سنن الترمذي أصل في الحديث الحسن. وفي كتابه هذا أربعة أقسام: قسم مقطوع بصحته، وقسم على شرط أبي داوود والنسائي، وقسم أظهر علته، وقسم رابع أبان عنه وقال فيه: «مَا أَخْرَجْتُ فِي كِتَابِي هَذَا إِلاَّ حَدِيثًا قَدْ عَمِلَ بِه بَعْضُ الفُقَهَاءِ».
ومن مزايا " سنن الترمذي " ما أشار إليه عبد الله بن محمد الأنصاري بقوله: «كِتَابُ التِّرْمِذِيِّ عِنْدِي أَنْوَرُ مَن كِتَابِ البُخَارِيِّ وَمُسْلِمٍ. فَقَال لَه مُحَمَّدُ بْنُ طَاهِرٍ المَقْدِسِيِّ: " وَلِمَ؟ " فَقَالَ:" لأَنَّهُ لاَ يَصِلُ إِلَى الفَائِدَةِ مِنْهُمَا إِلاَّ مَنْ هُوَ مِنْ أَهْلِ المَعْرِفَةِ التَّامَّةِ بِهَذَا الفَنِّ، وَكِتَابُ التِّرْمِذِيِّ قََدْ شَرَحَ أَحَادِيثُه وَبَيَّنَهَا فَيَصِلُ إِلَيْهَا كُلُّ أَحَدٍ مِنَ النَّاسِ مِنَ الفُقَهَاءِ وَالمُحَدِّثِينَ وَغَيْرُهُمْ». وكان الترمذي يعرف قدر كتابه فيقول: «صَنَّفْتُ هَذَا الكِتَابَ، وَعَرَضْتُهُ عَلَى عُلَمَاءِ الحِجَازِ، وَالعِرَاقِ وَخُرَاسَانَ، فَرَضُوا بِه، وَمَنْ كَانَ هَذَا الكِتَابُ فِي بَيْتِهِ، فَكَأَنَّمَا فِي بَيْتِهِ نَبِيٌّ يَتَكَلَّمُ»!.
أصيب في بصره في أخريات حياته، وَتُوُفِّيَ سَنَةَ ٢٧٩ هـ (١).