贝蒂早期工作涉及刚发表不久的伽罗瓦理论，他给当时还不太为人所知的代数方程的根式解的条件以明确的表述和证明。19世纪60年代，他研究椭圆函数论以及数学物理问题。他的重要工作是在拓扑学方面。1871年引进的“贝蒂数”，是重要的拓扑不变量。在B.黎曼影响下，研究数学物理，证明贝蒂定理（弹性论互逆定理），并应用格林方法于弹性理论和热学。他引入了微分参数（被称为贝尔特拉米参数）概念，并用以表达其他曲面不变式，这极大地推动了微分几何学、微分齐次不变式理论及解析函数论等方面的发展。