Charles Bell był płodnym autorem, który połączył swoją wiedzę anatomiczną ze swoim artystycznym okiem, aby stworzyć wiele bardzo szczegółowych i pięknie ilustrowanych książek. W 1799 Bell opublikował swoją pierwszą pracę „a System of Dissections, explaining the Anatomy of the Human Body, the manner of displaying Parts and their Varieties in Disease”. Jego drugim dziełem było ukończenie w 1803 czterotomowego zbioru „The Anatomy of the Human Body” jego brata. W tym samym roku Bell opublikował trzy serie rycin zatytułowane „ryciny tętnic”, „ryciny mózgu” i „ryciny nerwów”. Ten zestaw rycin składał się z skomplikowanych i szczegółowych diagramów anatomicznych wraz z etykietami i krótkim opisem ich funkcjonalności w organizmie człowieka i został opublikowany jako narzędzie edukacyjne dla początkujących studentów medycyny. „Ryciny mózgu” mają szczególne znaczenie dla pierwszej opublikowanej przez Bella próby pełnego wyjaśnienia organizacji układu nerwowego. We wstępie do pracy Bell komentuje niejednoznaczną naturę mózgu i jego wewnętrzne funkcjonowanie, temat, który mógłby zainteresować go do końca życia.
w 1806 roku, mając oko na stanowisku nauczyciela w Royal Academy, Bell opublikował swoje eseje na temat anatomii ekspresji w malarstwie (1806), później ponownie opublikowane jako eseje na temat anatomii i filozofii ekspresji w 1824 roku. W pracy tej Bell podążał za zasadami teologii naturalnej, twierdząc, że istnieje wyjątkowo ludzki system mięśni twarzy w służbie gatunku ludzkiego o wyjątkowej relacji ze Stwórcą, ideały, które były podobne do ideałów Williama Paleya. Po niepowodzeniu aplikacji (Sir Thomas Lawrence, późniejszy prezes Royal Academy, opisał Bella jako „pozbawionego temperamentu, skromności i osądu”), Bell zwrócił uwagę na układ nerwowy.
Bell opublikował szczegółowe badania układu nerwowego w 1811 roku, w swojej prywatnej książce an Idea of a New Anatomy of the Brain. W tej książce Bell opisał swój pomysł na różne układy nerwowe łączące się z różnymi częściami mózgu, a tym samym prowadzące do różnych funkcji. Jego eksperymenty polegały na rozcięciu rdzenia kręgowego królika i dotknięciu różnych kolumn rdzenia. Odkrył, że podrażnienie przednich kolumn prowadziło do drgawek mięśni, podczas gdy podrażnienie tylnych kolumn nie miało widocznego efektu. Eksperymenty te doprowadziły Bella do stwierdzenia, że jako pierwszy rozróżnił nerwy czuciowe i ruchowe. Chociaż ten esej jest uważany przez wielu za kamień założycielski neurologii klinicznej, nie został dobrze przyjęty przez rówieśników Bella. Jego eksperymenty zostały skrytykowane, a pomysł, który przedstawił, że przednie i tylne korzenie są połączone odpowiednio z móżdżkiem i móżdżkiem, został odrzucony. Co więcej, oryginalny esej Bella z 1811 r.nie zawierał wyraźnego opisu korzeni nerwów ruchowych i czuciowych, jak później twierdził Bell, i wydaje się, że wydał kolejne niepoprawnie datowane poprawki z subtelnymi zmianami tekstualnymi.
pomimo tej letniej odpowiedzi, Charles Bell kontynuował badania anatomii ludzkiego mózgu i skupił się na nerwach z nim związanych. W 1821 roku Bell opublikował ” na nerwach: Opis niektórych eksperymentów dotyczących ich struktury i funkcji, które doprowadziły do nowego układu systemu ” w Philosophical Transactions of the Royal Society. W pracy tej Bell dokonał najsłynniejszego odkrycia, że nerw twarzowy lub nerw czaszkowy siódmy jest nerwem o działaniu mięśniowym. Było to dość ważne odkrycie, ponieważ chirurdzy często przecinali ten nerw jako próbę wyleczenia nerwobólu twarzy, ale często powodowało to jednostronny paraliż mięśni twarzy, znany obecnie jako porażenie Bella. Dzięki tej publikacji Charles Bell jest uważany za jednego z pierwszych lekarzy, którzy połączyli naukowe badania neuroanatomii z praktyką kliniczną.
badania Bella nad ekspresją emocjonalną odegrały katalityczną rolę w rozwoju rozważań Darwina na temat początków ludzkiego życia emocjonalnego; i chociaż odrzucał teologiczne argumenty Bella, Darwin bardzo zgadzał się z naciskiem Bella na ekspresywną rolę mięśni oddychania. Darwin opisał te opinie w swoim The Expression of the Emotions in Man and Animals (1872), napisanym przy aktywnej współpracy psychiatry Jamesa Crichtona-Browne ’ a. Bell był jednym z pierwszych lekarzy, którzy połączyli naukowe badania neuroanatomii z praktyką kliniczną. W 1821 r. opisał w pracy „on the Nerves” (On the Nerves) na temat nerwu twarzowego i choroby, porażenia Bella, które doprowadziło do jednostronnego paraliżu mięśni twarzy.: Opisanie niektórych eksperymentów dotyczących ich struktury i funkcji, które prowadzą do nowego układu systemu.
Bell połączył również swoje liczne talenty artystyczne, naukowe, literackie i dydaktyczne w wielu preparatach woskowych i szczegółowych ilustracjach anatomicznych i chirurgicznych, obrazach i rycinach w kilku książkach na te tematy, takich jak w swojej książce Illustrations of the Great Operations of Surgery: Trepan, Hernia, Amputation, Aneurism, and Litotomy (1821). Napisał również pierwszy traktat o pojęciach anatomii i fizjologii ekspresji twarzy dla malarzy i ilustratorów, zatytułowany Essays on the Anatomy of Expression in Painting (1806).
w 1829 roku zmarł Francis Egerton, ósmy Hrabia Bridgewater i w testamencie pozostawił dużą sumę pieniędzy prezesowi Royal Society of London. Testament przewidywał, że pieniądze miały być użyte do napisania, wydrukowania i Wydania tysiąca kopii dzieła o mocy, mądrości i dobroci Bożej. Prezes Royal Society, Davies Gilbert wyznaczył ośmiu dżentelmenów do napisania oddzielnych traktatów na ten temat. W 1833 roku opublikował czwarty Traktat Bridgewater, the Hand: its Mechanism and Vital Endowments as Evincing Design. Charles Bell opublikował cztery wydania ręki. W pierwszych kilku rozdziałach Bell organizuje swój traktat jako wczesny podręcznik anatomii porównawczej. Książka jest pełna obrazów, w których Bell porównuje „ręce” różnych organizmów, począwszy od rąk ludzkich, łap szympansów i czułków ryb. Po kilku pierwszych rozdziałach Bell orientuje swój traktat wokół znaczenia dłoni i jej znaczenia w jej użyciu w anatomii. Podkreśla, że ręka jest równie ważna jak oko w dziedzinie chirurgii i że musi być przeszkolona.
