但是劉鐵雲不想做壹個專業作家或詩人。他對於文物古玩的興趣要大得多。不僅甲骨文，他還廣泛搜集古陶器、古泥封、古貨幣、古印章等等，主要目的是研究這些古器物上的三代古文字。在《鐵雲藏龜》1903年成書後，次年又編印了《鐵雲藏陶（附泥封）》。但《鐵雲藏貨》在他生前未曾面世，當代古文字、古錢幣專家郭若愚先生在上世紀60年代，於即將送造紙廠的舊書廢紙中發現了原拓本，這才搶救出來，1986年由中華書局影印出版。《鐵雲藏印》也未曾印刷成書，是用所收原印直接鈐印於箋紙上，匯訂成冊，數量極少。他所收的古玩舊籍數以千計，包括若幹宋版書，在他身後大都被沒收或散失了。
劉鐵雲作為業余文學家、文物古玩收藏家和研究家，其名聲遠播，主要是他40歲以後。在此之前，實際上他已學習、鉆研乃至實踐了多種幾乎南轅北轍互不相關的學問，有的已成為他生活中的重要內容。
最突出的，是他在30歲後投效於河南河北山東黃河水害的治理工程。他不僅研究黃河水害歷史，還深入底層實地調查，甚至親自動手，“短衣匹馬，與徒役雜作”，因而取得巨大實績，“聲譽乃大起”。學術上他主持了河南、直隸、山東三省黃河測繪，繪制了《三省黃河全圖》，寫出了《治河五說》《歷代黃河變遷圖考》等重要著作。他成了那時有成果的水利專家。
劉鐵雲還是壹個算學家。就在他參與黃河河工，編寫黃河三書大致同時，他還寫了兩部算學著作：《弧角三術》《天元勾股考》。經當代數學專家用現代幾何對《天元勾股考》中之算題核對，劉著所得答案正確無誤。
劉鐵雲用力更大、研究時間更長的是中國傳統醫藥。他從青年時起便學醫有成，二十幾歲就曾“懸壺為人治疾”，成為專業大夫。青年時期完成了他的重要醫學著作《溫病條辨歌括》，五十歲左右寫出《要藥分劑補正》。兩書都是對清代兩部著名醫書的整理、充實、補正。後者篇幅長達三十余萬字。他晚年流放新疆時，想到“如在獄中治病，必無良醫”，於是又借醫書，潛心研究，擬寫壹部《人壽安和集》，但書未成就猝逝了。
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