Свои самые значительные работы — молдавские по своему духу, по способу видеть и оценивать феномены и даже по языку, Д. Кантемир, в силу обстоятельств, написал далеко от своей родины Молдовы — в России.

Димитрие Кантемир написал философские трактаты Диван, или Спор мудреца с миром, или Тяжба души с телом (1698); Всеобщую краткую логику (1701, на латинском языке). Господарь Молдовы Д. Кантемир является и автором первого молдавского романа — Иероглифическая история, задуманного в аллегорическом ключе, написанного на молдавском языке (1705). Стараясь в «молдовении по-эллински и в элинии по-молдавски», Д. Кантемир аллегорически изображает напряженные политические отношения между Молдовой (Львиное царство) и Валахией (Орлиное царство), находившимися под пятой Османской империи (Рыбье царство).

Но мировую славу Д.Кантемиру, навеки вписав его имя в сокровищницу мировой науки, принесли его исторические труды. История Оттоманской империи (1714—1716, на латинском языке) была переведена и издана на английском (два издания: 1734—1735; 1756), на французском (два издания в 1743), на немецком (1745) и на итальянском (переводчики Антиох Кантемир, сын Димитрия, и аббат Гуаско) и была рекомендована для Энциклопедии Дидро и Д'Аламбера (т. XXXIV, Женева, 1778). Жизнь Константина Кантемира была написана в 1716 на латинском языке.

Русский перевод появился в Москве в 1783, книга включала и кантемировскую генеалогию, составленную Т. Баером, членом Императорской Академии Наук России. Эта работа — первая монография о жизни и деятельности господаря Молдовы — еще одно ценное свидетельство богатства и разнообразия молдавской историографии. 11 июля 1714 года Димитрие Кантемир избирается членом Берлинской Академии (Societas Regia Berolinensis). В дипломе отмечается, что избранный является «образцом, как достойным всяческой похвалы, так и столь же редким, посвятил славное имя научным изысканиям».