全诗大体分两层笔墨。前八句，着重在描写南涧时所见景物。时方深秋，诗人独自来到南涧游览。涧中寂寞，仿佛秋天的肃杀之气独聚于此。虽日当正午，而秋风阵阵，林影稀疏，仍给人以萧瑟之感。诗人初到时若有所得，忘却了疲劳。但忽闻失侣之禽鸣于幽谷，眼见涧中水藻在波面上荡漾，却引起了无穷联想。诗的后八句，便着重抒写诗人由联想而产生的感慨。诗人自述迁谪离京以来，神情恍惚，怀人不见而有泪空垂。人孤则易为感伤，政治上一失意，便动辄得咎。如今处境索寞，竟成何事？于此徘徊，亦只自知。以后谁再迁谪来此，也许会理解这种心情。诗人因参加王叔文政治集团而遭受贬谪，使他感到忧伤愤懑，而南涧之游，本是解人烦闷的乐事，然所见景物，却又偏偏勾引起他的苦闷和烦恼。所以苏轼认为“柳子厚南迁后诗，清劲纡徐，大率类此”（《东坡题跋》卷二《书柳子厚南涧诗》）。这是道出了柳宗元贬后所作诗歌在思想内容方面的基本特色的。
清人何焯在所著《义门读书记》中，也曾对此诗作过较好的分析。他说：“‘秋气集南涧’，万感俱集，忽不自禁。发端有力。‘羁禽响幽谷’一联，似缘上‘风’字，直书即目，其实乃兴中之比也。羁禽哀鸣者，友声不可求，而断迁乔之望也，起下‘怀人’句。寒藻独舞者，潜鱼不能依，而乖得性之乐也，起下‘去国’句。”他这种看法，既注意到了诗人在诗歌中所反映的思想情绪，又注意到了这种思想情绪在诗歌结构安排上的内在联系，是符合作品本身的实际的。“秋气集南涧”一句，虽是写景，点出时令，一个“集”字便用得颇有深意。悲凉萧瑟的“秋气”怎么能独聚于南涧呢？这自然是诗人主观的感受，在这样的时令和气氛中，诗人“独游”到此，自然会“万感俱集”，不可抑止。他满腔忧郁的情怀，便一齐从这里开始倾泻出来。诗人由“秋气”进而写到秋风萧瑟，林影参差，引出“羁禽响幽谷”一联。诗人描绘山鸟惊飞独往，秋萍飘浮不定，不正使人仿佛看到诗人在溪涧深处踯躅徬徨、凄婉哀伤的身影吗？这“羁禽”二句，虽然是直书见闻，“其实乃兴中之比”，开下文着重抒写感慨的张本。诗人以“羁禽”在“幽谷”中哀鸣，欲求友声而不可得，比之为对重返朝廷之无望，因而使他要“怀人泪空垂”了。这诗写得平淡简朴，而细细体会，蕴味深长，“平淡有思致”。苏轼称赞此诗“妙绝古今”，“熟视有奇趣”，道出了它的艺术特色。
李白入长安到出长安，由希望转成失望，这在一个感情强烈的浪漫主义诗人心中所引起的波涛，是可以想见的。这首诗的成功之处，就是把这一转折中产生的激越而复杂的感情，真切而又生动形象地抒发出来。读者好像被带入天宝年代，亲耳聆听诗人的倾诉。
从开头到“路远”句为第一段，抒发作者离开长安后抑郁悲苦的情怀。离开长安，意味着政治理想的挫折，不能不使李白感到极度的苦闷和茫然。然而这种低沉迷惘的情绪，诗人不是直接叙述出来，而是融情于景，巧妙地结合登程景物的描绘，自然地流露出来。“挂席欲进波连山”，滔滔巨浪如群峰绵亘起伏，多么使人厌憎的艰难行程，然而这也正是作者脚下坎坷不平的人生途程。“天长水阔厌远涉”，万里长河直伸向缥缈无际的天边，多么遥远的前路，然而诗人的希望和追求也正像这前路一样遥远和渺茫。在这里，情即是景，景即是情，情景相生，传达出来的情绪含蓄而又强烈，一股失意厌倦的情绪扑人，读者几乎可以感觉到诗人沉重、疲惫的步履。这样的笔墨，使本属平铺直叙的开头，不仅不显得平淡，而且造成一种浓郁的气氛，笼罩全诗，奠定了基调，可谓起得有势。
接着诗笔层折而下。诗人访古以遣愁绪，而访古徒增忧思；作歌以抒积郁，心头却又浮现阮籍的哀吟：“徘徊蓬池上，还顾望大梁。渌水扬洪波，旷野莽茫茫。……羁旅无俦匹，俯仰怀哀伤。”（《咏怀诗》）今人古人，后先相望，遭遇何其相似！这更加触动诗人的心事，不禁由阮诗的蓬池洪波又转向浩荡的黄河，由浩荡的黄河又引向迷茫不可见的长安旧国。“路远西归安可得！”一声慨叹含着对理想破灭的无限惋惜，道出了忧思纠结的根源。短短六句诗，感情回环往复，百结千缠，表现出深沉的忧怀，为下文作好了铺垫。
从“人生”句到“分曹”句为第二段。由感情方面说，诗人更加激昂，苦闷之极转而为狂放。由诗的径路方面说，改从排解忧怀角度着笔，由低徊掩抑一变而为旷放豪纵，境界一新，是大开大阖的章法。诗人以“达命”者自居，对不合理的人生遭遇采取藐视态度，登高楼，饮美酒，遣愁放怀，高视一切。奴子摇扇，暑热成秋，环境宜人；玉盘鲜梅，吴盐似雪，饮馔精美。对此自可开怀，而不必象伯夷、叔齐那样苦苦拘执于“高洁”。夷齐以薇代粮，不食周粟，持志高洁，士大夫们常引以为同调。这里“莫学”两字，正可看出诗人理想破灭后极度悲愤的心情，他痛苦地否定了以往的追求，这就为下文火山爆发一般的愤激之情拉开了序幕。
“昔人”以下进入了情感上剧烈的矛盾冲突中。李白痛苦的主观根源来自对功业的执着追求，这里的诗意便象汹涌的波涛一般激愤地向功业思想冲刷过去。诗人即目抒怀，就梁园史事落墨。看一看吧，豪贵一时的魏国公子无忌，今日已经丘墓不保；一代名王梁孝王，宫室已成陈迹；昔日上宾枚乘、司马相如也已早作古人，不见踪影。一切都不耐时间的冲刷，烟消云散，功业又何足系恋！“荒城”二句极善造境，冷月荒城，高云古木，构成一种凄清冷寂的色调，为遗迹荒凉做了很好的烘托。“舞影”二句以蓬池、汴水较为永恒的事物，同舞影歌声人世易于消歇的事物对举，将人世飘忽之意点染得十分浓足。如果说开始还只是开怀畅饮，那么，随着感情的激越，到这里便已近于纵酒颠狂。呼五纵六，分曹赌酒，简单几笔便勾画出酣饮豪博的形象。“酣驰晖”三字写出一似在同时间赛跑，更使汲汲如不及的狂饮情态跃然纸上。
否定了人生积极的事物，自不免消极颓唐。但这是有激而然。狂放由苦闷而生，否定由执着而来，狂放和否定都是变态，而非本志。因此，愈写出狂放，愈显出痛苦之深；愈表现否定，愈见出系恋之挚。刘熙载说得好：“太白诗言侠、言仙、言女、言酒，特借用乐府形体耳。读者或认作真身，岂非皮相。”（《艺概》卷二）正因为如此，诗人感情的旋律并没有就此终结，而是继续旋转升腾，导出末段四句的高潮：总有一天会象高卧东山的谢安一样，被请出山实现济世的宏愿。多么强烈的期望，多么坚定的信心！李白的诗常夹杂一些消极成分，但总体上并不使人消沉，就在于他心中永远燃烧着一团火，始终没有丢弃追求和信心，这是十分可贵的。
这首诗，善于形象地抒写感情。诗人利用各种表情手段，从客观景物到历史遗事以至一些生活场景，把它如触如见地勾画出来，使人感到一股强烈的感情激流。读者好像亲眼看到一个正直灵魂的苦闷挣扎，冲击抗争，从而感受到社会对他的无情摧残和压抑。
清人潘德舆说：“长篇波澜贵层叠，尤贵陡变；贵陡变，尤贵自在。”（《养一斋诗话》卷二）这首长篇歌行体诗可说是一个典范。它随着诗人感情的自然奔泻，诗境不停地转换，一似夭矫的游龙飞腾云雾之中，不可捉摸。从抑郁忧思变而为纵酒狂放，从纵酒狂放又转而为充满信心的期望。波澜起伏，陡转奇兀，愈激愈高，好像登泰山，通过十八盘，跃出南天门，踏上最高峰头，高唱入云。