唐高宗显庆四年（659），他又被接到京城，拜谏议大夫。这次他虽留住在长安，但仍不愿当官。
上元元年（674），孙思邈年高有病，恳请返回故里。高宗特赐他良马等，作为慰劳。
孙思邈幼年嗜学如渴，知识广博，只是后来身患疾病，经常请医生治疗，花费了很多家财，于是，他便立志从医。
他隐居于太白山中，一方面下功夫钻研医学着作，一方面亲自采集草药，研究药物学。
他认真研读《内经》、《伤寒杂病论》、《神农本草经》等古代医书，同时广泛收集民间流传的药方，热心为人治病，积累了许多宝贵的临床经验。
他从理论到实践，再由实践经验中提炼出新的医药学研究成果，以毕生精力，撰成了医学着作《千金要方》和《千金翼方》。
他在书中记录了八百多种药物和五千三百多条药方，记下了民间防病治病的丰富经验，集当时和前代医药学之大成，为华夏中医药科学的发展作出了卓越的贡献。
孙思邈的医术，比较全面。
他不仅精于内科，而且擅长妇科、儿科、外科、五官科。
是他首先主张，治疗妇女儿童疾病要单独设科，并在他的着作中，首先论述妇、儿医学，声明是“崇本之义”。
在他的影响之下，后代医学工作者，普遍重视研究妇、儿科疾病的治疗技术。
此外，他对针灸术也颇有研究，着有《明堂针灸图》，以针灸术作为药物的辅助疗法。
他认为“良医之道，必先诊脉处方，次即针灸，内外相扶，病必当愈。”积极主张对疾病实行综合治疗。
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