Charles Bell var en produktiv forfatter, der kombinerede sin anatomiske viden med sit kunstneriske øje for at producere en række meget detaljerede og smukt illustrerede bøger. I 1799 offentliggjorde Bell sit første værk “et system af dissektioner, der forklarer menneskets anatomi, måden at vise dele og deres sorter i sygdom”. Hans andet arbejde var færdiggørelsen af sin brors fire-binds sæt af “menneskets anatomi” i 1803. Samme år offentliggjorde Bell sine tre serier med titlen “graveringer af arterierne”, “graveringer af hjernen” og “graveringer af nerverne”. Disse sæt af graveringer bestod af indviklede og detaljerede anatomiske diagrammer ledsaget med etiketter og en kort beskrivelse af deres funktionalitet i den menneskelige krop og blev offentliggjort som et pædagogisk redskab for håbefulde medicinstuderende. “Hjernens graveringer” er af særlig betydning for dette markerede Bells første offentliggjorte forsøg på fuldt ud at belyse organisationen af nervesystemet. I sin introduktion til værket kommenterer Bell den tvetydige karakter af hjernen og dens indre funktion, et emne, der ville holde hans interesse resten af sit liv.i 1806 offentliggjorde Bell sine Essays om anatomi af udtryk i maleri (1806), senere genudgivet som Essays om anatomi og Udtryksfilosofi i 1824. I dette arbejde fulgte Bell principperne for naturlig teologi og hævdede eksistensen af et unikt menneskeligt system af ansigtsmuskler i tjeneste for en menneskelig art med et unikt forhold til Skaberen, idealer, der var parallelle med Vilhelm Paleys. Efter at hans ansøgning var mislykket (Sir Thomas Laurence, senere præsident for Royal Academy, beskrev Bell som” manglende temperament, beskedenhed og dømmekraft”) vendte Bell sin opmærksomhed mod nervesystemet.
Bell offentliggjorde detaljerede undersøgelser af nervesystemet i 1811, i sin privat cirkulerede bog en ide om en ny anatomi i hjernen. I denne bog beskrev Bell sin ide om de forskellige nervesystemer, der forbinder med forskellige dele af hjernen og dermed fører til forskellig funktionalitet. Hans eksperimenter for at undersøge dette bestod i at skære rygmarven på en kanin op og røre ved forskellige søjler i ledningen. Han fandt ud af, at en irritation af de forreste søjler førte til en krampe i musklerne, mens en irritation af de bageste søjler ikke havde nogen synlig virkning. Disse eksperimenter fik Bell til at erklære, at han var den første til at skelne mellem sensoriske og motoriske nerver. Mens dette essay anses af mange for at være den grundlæggende sten i klinisk neurologi, blev det ikke godt modtaget af Bells jævnaldrende. Hans eksperimenter blev kritiseret, og ideen om, at han præsenterede for de forreste og bageste rødder, der var forbundet med henholdsvis cerebrum og cerebellum, blev afvist. Desuden indeholdt Bells originale essay fra 1811 faktisk ikke en klar beskrivelse af motoriske og sensoriske nerverødder, som Bell senere hævdede, og han ser ud til at have udstedt efterfølgende forkert daterede revisioner med subtile tekstændringer.
På trods af dette lunkne svar fortsatte Charles Bell med at studere anatomien i den menneskelige hjerne og lagde sit fokus på de nerver, der var forbundet med den. I 1821 offentliggjorde Bell “på nerverne: At redegøre for nogle eksperimenter på deres struktur og funktioner, som fører til et nyt Arrangement af systemet” i filosofiske transaktioner fra Royal Society. Dette papir indeholdt Bells mest berømte opdagelse, at ansigtsnerven eller den syvende kraniale nerve er en nerve af muskuløs handling. Dette var en ganske vigtig opdagelse, fordi kirurger ofte ville skære denne nerve som et forsøg på kur mod ansigtsneuralgi, men dette ville ofte gøre patienten med en ensidig lammelse af ansigtsmusklerne, nu kendt som Bells parese. På grund af denne publikation betragtes Charles Bell som en af de første læger, der kombinerer den videnskabelige undersøgelse af neuroanatomi med klinisk praksis.Bells studier af følelsesmæssige udtryk spillede en katalytisk rolle i udviklingen af Darvins overvejelser om oprindelsen af det menneskelige følelsesliv; og mens han afviste Bells teologiske argumenter, var han Meget enig i Bells vægt på den ekspressive rolle af åndedrætsmusklerne. Hans udtryk for følelser hos mennesker og dyr (1872), skrevet med det aktive samarbejde mellem psykiateren James Crichton-brune. Bell var en af de første læger, der kombinerede den videnskabelige undersøgelse af neuroanatomi med klinisk praksis. I 1821 beskrev han i banen til ansigtsnerven og en sygdom, Bells parese, der førte til ensidig lammelse af ansigtsmuskler, i en af klassikerne i neurologi, et papir leveret til Royal Society med titlen på nerverne: At redegøre for nogle eksperimenter på deres struktur og funktioner, hvilket fører til et nyt Arrangement af systemet.Bell kombinerede også sine mange kunstneriske, videnskabelige, litterære og undervisende talenter i en række vokspræparater og detaljerede anatomiske og kirurgiske illustrationer, malerier og graveringer i hans adskillige bøger om disse emner, såsom i hans bog illustrationer af de store operationer ved kirurgi: Trepan, brok, Amputation, aneurisme og Lithotomi (1821). Han skrev også den første afhandling om forestillinger om anatomi og fysiologi af ansigtsudtryk for malere og illustratorer, med titlen Essays om anatomi af udtryk i maleri (1806).i 1829 døde Francis Egerton, den ottende jarl af Bridgevand, og i sin vilje overlod han en stor sum penge til præsidenten for Royal Society of London. Viljen foreskrev, at pengene skulle bruges til at skrive, trykke og udgive tusind eksemplarer af et værk om Guds magt, visdom og godhed. Præsidenten for Royal Society, Davies Gilbert udnævnte otte herrer til at skrive separate afhandlinger om emnet. I 1833 udgav han den fjerde Bridgevand afhandling, hånden: dens mekanisme og vitale begavelser som Evincing Design. Charles Bell udgav fire udgaver af hånden. I de første par kapitler organiserer Bell sin afhandling som en tidlig lærebog om komparativ anatomi. Bogen er fuld af billeder, hvor Bell sammenligner “hænder” af forskellige organismer lige fra menneskelige hænder, chimpanse poter og fiskefølere. Efter de første par kapitler orienterer Bell sin afhandling om håndens betydning og dens betydning i dens anvendelse i anatomi. Han understreger, at hånden er lige så vigtig som øjet inden for kirurgi, og at den skal trænes.
