Проповеди известны исследователям по названиям у Фотия: «На освящение храма св. Пророков»; «На Рождество Иисуса Христа»; «Перед постом»; «Поучение огласительное к новокрещаемым»; «На освящение храма св. архангела Михаила»; «На св. Четыредесятницу»; «На девятый час св. Четыредесятницы»; «На Великую среду к новокрещаемым». К неподлинным произведениям, приписываемым Ефрему, исследователи относят: «Гомилия о жемчужине», в которой утверждается двойство природ Христа, соединённых по Ипостаси, – три фрагмента, объединяемые в это произведение, приписываются также Ефрему Сирину, четвёртый фрагмент содержится в сборнике «Учение отцов»; «Гомилия о Каине», посвящённая вечному наказанию грешников (адские мучения состоят не только в вечном огне, который всегда пылает, однако не испепеляет окончательно, но также в обречённости на вечное бездействие при полном осознании происходящего – «вечное преходящее» и «бессмертная смерть»); «Об ипостасном единстве»; «О сущности». Однако не все современные учёные согласны с такой атрибуцией, считая эти сочинения «вполне отвечающими общему настрою миросозерцания» Ефрема. Ефрем, живший в эпоху острых христологических споров, причисляется рядом исследователей к представителям «неохалкидонизма» (направления в христологии V–VII вв.). Как и другие неохалкидониты, он считал необходимым более глубоко раскрыть согласованность между учением Халкидонского собора и богословием Кирилла Александрийского. О его богословской эрудиции свидетельствует обилие цитат из ранних писаний отцов церкви: в сохранившихся фрагментах сочинений он цитирует 48 христианских авторов (по Алоису Грилльмайеру – 38, включая сочинения еретиков). Всего в дошедших фрагментах Ефрема около сотни святоотеческих цитат. Среди прочего он приводит выдержки из 30 сочинений Кирилла Александрийского, который был для него наиболее авторитетным богословом. Из других «святых блаженных и богоносных отцов» Ефрем особенно часто цитирует святителей папу Римского Льва I Великого («в котором светло сияет благочестие»), Афанасия I Великого, Василия Великого, Григория Богослова, Григория Нисского, Амфилохия Иконийского, Иоанна Златоуста, Прокла Константинопольского, Амвросия Медиоланского, Римского папу Юлия I. У Ефрема есть одна из самых ранних ссылок на «Ареопагитики». При использовании святоотеческих высказываний Ефрем придерживался определённого принципа, имевшего существенное значение в догматических спорах того времени: каждое из высказываний «не должно злонамеренно рассматриваться в своей «обнажённости», но необходимо исследовать его в контексте православного образа мыслей автора». Источники церковного вероучения, упоминаемые Ефремом, – Священное Писание («Господни изречения и апостольские проповеди, через которые представляется истинное и твёрдое» учение Церкви) и Священное Предание (преимущественно соборные определения и «отеческие свидетельства»). В сложной богословской полемике того времени Ефрем пользуется для решения богословских вопросов или обоснования положений учения церкви методом двойного свидетельства – от Писания и от Предания («многими выражениями из Писания и из отцов»). Подобно многим предшествовавшим ему св. отцам, он различает в учении церкви две важнейшие сферы: богословие и домостроительство.