Еще в период подготовки к путешествию на Сахалин Чехов определил жанр будущей книги, ее научно-публицистический характер. В ней должны были найти свое место и авторские размышления, и экскурсы научного характера, и художественные зарисовки природы, быта и жизни людей на Сахалине; несомненно, на жанр книги большое влияние оказали "Записки из мертвого дома" Ф.М. Достоевского и "Сибирь и каторга" С.В. Максимова, на которые неоднократно ссылается автор в тексте повествования.
По мнению исследователей, еще в процессе работы над черновиком "Острова Сахалина" определилась структура всей книги: главы I-XIII строятся как путевые очерки, посвященные сначала Северному, а потом Южному Сахалину; главы XIV-XXIII — как очерки проблемные, посвященные отдельным сторонам сахалинского образа жизни, сельскохозяйственной колонизации, детям, женщинам, беглым, труду сахалинцев, их нравственности и т.д. В каждой главе автор пытался передать читателям основную мысль: Сахалин это — "ад".
В начале работы Чехову не нравился тон повествования; в письме к Суворину от 28 июля 1893 г. он так описывает процесс кристаллизации стиля книги; "Я долго писал и долго чувствовал, что иду не по той дороге, пока, наконец, не уловил фальши. Фальшь была именно в том, что я как будто кого-то хочу своим "Сахалином" научить и вместе с тем что-то скрываю и сдерживаю себя. Но как только я стал изображать, каким чудаком я чувствовал себя на Сахалине и какие там свиньи, то мне стало легко и работа моя закипела..."
В описании сахалинской жизни настойчиво проводится параллель с недавним крепостным прошлым России: те же розги, то же домашнее и благообразное рабство, как, например, в описании смотрителя Дербинской тюрьмы — "помещика доброго старого времени".
Одной из центральных глав книги является глава VI — "Рассказ Егора". В личности Егора и в его судьбе подчеркивается одна из характерных особенностей каторжного населения Сахалина: случайность преступлений, вызванных в большинстве случаев не порочными наклонностями преступника, а характером жизненной ситуации, которая не могла не разрешиться преступлением.
Публикация "Острова Сахалина" на страницах журнала "Русская мысль" сразу же привлекла внимание столичных и провинциальных газет. "На всей книге лежит печать таланта автора и его прекрасной души. "Остров Сахалин" очень серьезный вклад в изучение России, будучи в то же время интересным литературным трудом. Много хватающих за сердце подробностей собрано в этой книге, и нужно желать только, чтобы они обратили на себя внимание тех, от кого зависит судьба "несчастных"". ("Неделя", 1895, № 38).
Книга А. П. Чехова вызвала весьма значительный отклик; так, А.Ф. Кони писал: "Он предпринял с целью изучения этой колонизации на месте тяжелое путешествие, сопряженное с массой испытаний, тревог и опасностей, отразившихся гибельно на его здоровье. Результат этого путешествия, его книга о Сахалине, носит на себе печать чрезвычайной подготовки и беспощадной траты времени и сил. В ней за строгой формой и деловитостью тона, за множеством фактических и цифровых данных чувствуется опечаленное и негодующее сердце писателя" (сб. "А.П. Чехов", Л., "Атеней", 1925). Сестра милосердия Е.К. Мейер, прочитав "Остров Сахалин", в 1896 г. отправилась на остров, где основала "работный дом", дававший работу и питание поселенцам, и общество попечения о семьях ссыльнокаторжных. Напечатанный в "С.-Петербургских ведомостях" (1902, № 321) ее отчет о работе на Сахалине начинался словами: "Шесть лет тому назад... мне попалась в руки книга А.П. Чехова "Остров Сахалин", и мое желание жить и работать среди осужденных благодаря ей приняло определенную форму и направление".
Очерки Чехова послужили побудительной причиной поездок на Сахалин и написанию, книг об острове, среди которых были книги известного журналиста Власа Дорошевича: "Как я попал на Сахалин" (М., 1903) и "Сахалин" (М., 1903).
Книга "Остров Сахалин" обратила внимание официальных лиц на вопиющее положение каторжных и ссыльных. Министерство юстиции и Главное тюремное управление командировали на остров своих представителей: в 1893 г. — кн. Н.С. Голицына, в 1894 г. — М.Н. Галкина-Враского, в 1896 г. — юрисконсульта Д.А. Дриля, в 1898 г. — нового начальника Главного тюремного управления А. П. Саломона. Доклады высокопоставленных чиновников подтвердили свидетельства А.П. Чехова. В 1902 г., посылая свои отчеты о поездке на Сахалин, А.П. Саломон писал Чехову: "Позволю себе покорнейше просить Вас принять эти две работы как дань моего глубокого уважения к Вашим трудам по исследованию Сахалина, трудам, которые одинаково принадлежат и русской науке и русской литературе".
Как уступка общественному мнению, взбудораженному книгой Чехова, были восприняты реформы, проведенные русским правительством: в 1893 г. — отмена телесных наказаний для женщин и изменение закона о браках ссыльных; в 1895 г. — назначение казенных сумм на содержание детских приютов; в 1899 г. — отмена вечной ссылки и пожизненной каторги; в 1903 г. — отмена телесных наказаний и бритья головы.