Ligeti egész tudományos pályáját azon cél érdekében végezte, amit 1932-ben A magyarság keleti kapcsolatai című művében felvázolt, vagyis a magyarság korai története keleti hátterének minél alaposabb megismeréséért.
Tudása elképesztően komplex volt, nemcsak világszínvonalú mongolista, hanem nemzetközi mércével is kiemelkedő turkológus, tibetológus, mandzsu-tunguzista és sinológus is volt.
A Magyar Királyi Pázmány Péter Tudományegyetemen 1925-ben szerezte meg diplomáját, méghozzá olyan eredménnyel, hogy elismerésül kormányzói gyűrűben részesült.
1925–1928 között Párizsban tanult kínai, mongol, tibeti és török nyelvészetet. Itt olyan tudósoknál pallérozta elméjét, mint Paul Pelliot, akit minden idők egyik legnagyobb sinológusának tartanak.
A Pelliot által alkalmazott ’haute Asie’ fogalma alapján alkotta meg a Belső-Ázsia-terminust, ami alapvetően nem földrajzi, hanem kulturális, civilizációs alapon meghatározott fogalom, az ázsiai nagyállattartó, nomád népek életterét jelenti.
Noha komoly elmélyültséget igénylő, aprólékos filológiai munkamódszer jellemezte, egyáltalán nem szobatudósi beállítottságú volt, hanem vonzotta a sok megpróbáltatással járó, nagy kitartást igénylő expedíciós utak légköre is.
Párizsból való hazatérte után nem sokkal hároméves kutatóútra ment a Kínához tartozó Belső-Mongóliába és Mandzsúriába. 1936–37-ben kutatóúton vett részt Afganisztánban, ahol többek között anyagot gyűjtött egy már kihaltnak hitt, archaikus mongol szigetnyelvről, a mogolról.
Utazásainak gyümölcse nemcsak tudományos értekezések képében valósult meg, hanem olvasmányos útleírások formájában is, mint például a Sárga istenek, sárga emberek vagy az Afgán földön.
1931-ben kezdett tanítani a budapesti egyetemen, 1939-ben megalakította az egyetemen a Belső-ázsiai Intézetet.
Nemcsak az ELTE-n és jogelődein tevékenykedett évtizedekig professzorként, hanem komoly szerepe volt abban is, hogy 1974-ben elkezdődhetett az altajisztikai képzés a szegedi József Attila Tudományegyetemen, majd 11 ezer kötetes magánkönyvtárát még életében a szegedi egyetemnek adományozta.
A magyar akadémiai élet meghatározó tagja volt. 1936-ban a Magyar Tudományos Akadémia levelező tagjává, majd 1947-ben rendes tagjává választották. Húsz éven át tevékenykedett az Akadémia alelnökeként.
Vezetésével jött létre az Akadémia Orientalisztikai Bizottsága. Jelentős szerepe volt az MTA Keleti Könyvtára létrehozásában is. 1950-ben útjára indította a nemzetközileg is rangosnak számító Acta Orientalia Academiae Scientiarum Hungaricae folyóiratot.
Filozófiája szerint mindig első kézből, az eredeti kéziratok felhasználásával kell dolgozni a megfelelő eredmények elérése érdekében.
Ezen felfogása sarkallta arra, hogy felbecsülhetetlen munkát végezzen a mongol nyelvemlékek kiadása terén is a Mongol Nyelvemléktár, illetve Monumenta Linguae Mongolicae Collecta sorozat megjelentetésével, melyekben elsőként adott ki nagy értékű szövegeket, amelyekhez teljes lexikai mutatót is készített vagy készíttetett Indices Linguae Mongolicae Monumentis Traditorum néven.
Elkészítette mongol buddhista kánonnak a Kandzsurnak a katalógusát, vagyis elvégezte ugyanazt, amit korábban Kőrösi Csoma Sándor a tibeti változattal.
A nyelvemlékek gondozása szorosan összefüggött nyelvtörténeti munkásságával, amelyben gyökeresen szakított elődei retrospektív módszertanával.
Míg a korábbi kutatók vagy Ligeti kortársai a mai mongol nyelvekből kiindulva próbálták rekonstruálni a mongol nyelvek történetét, addig Ligeti a nyelvemlékeket is széleskörűen bevonta az elemzéseibe.
Ezenkívül felhasználta mongol szövegek idegen nyelvű átírásait, valamint a mongolba bekerült, illetve a mongolból más nyelvbe átkerült jövevényszavakat is.
Fordítóként is létrehozott korszakos jelentőségű művet, magyarra fordította a Dzsingisz kán életútját elbeszélő XIII. század eleji mongol krónikát, A mongolok titkos történetét, miután kínai írásjegyes fonetikus átírásból rekonstruálta a mongol szöveget.
Róna-Tas értékelése szerint „Ligeti nyelvészeti átírása ma is a nemzetközi tudomány megkerülhetetlen kincse.” Nem mellesleg, a krónika angolra fordításánál Rachewiltz – saját bevallása szerint – felhasználta a Ligeti magyar szövegéről készült angol fordítást, amelyet emigránsokkal készíttetett.
A magyar nyelvészet szempontjából legjelentősebb munkái a magyar nyelv török jövevényszavaival kapcsolatos tanulmányai, amelyek 1997-ben és 1999-ben két kötetben összegyűjtve újra megjelentek A magyar nyelv török kapcsolatai és ami körülöttük van I–II. címmel.
1986-ban pedig megjelent A magyar nyelv török kapcsolatai a honfoglalás előtt és az Árpád-korban című nagyszabású összefoglalása.
