Su obra poética, caracterizada por la depuración extrema de elementos ornamentales, destaca por su compromiso social con su país. Temas como el paso del tiempo, la vida o la muerte vertebran su obra. De su poesía destacan Los elementos de la noche (1963), No me preguntes cómo pasa el tiempo (1969), Los trabajos del mar (1984), Miro la tierra (1986) y Ciudad de la memoria (1989).

Su obra narrativa destaca por la experimentación en nuevas estructuras y técnicas narrativas. Temas como la pérdida y singularidad de la niñez, así como la relaciones afectivas son recurrentes en su obra, aspectos todos ellos enmascarados por su preocupación social e histórica de México. Como narrador destacan sus relatos El viento distante (1963), El principio del placer (1972), La sombra de la Medusa y otros cuentos marginales (1990) y la novela Morirás lejos (1967) y Las batallas del desierto (1981). Sus artículos y ensayos son numerosos y casi todos versan sobre literatura, aunque también abordan asuntos políticos y sociales. Destaca también su labor como editor y traductor.

Entre los galardones otorgados destacan los premios Magda Donato (1967), Xavier Urrutia (1973), Premio Nacional de Periodismo (1990), Premio Nacional de Ciencias y Artes en el campo de la lingüística y literatura (1992), Premio Reina Sofía de Poesía Iberoamericana (2009) y el Premio Miguel de Cervantes (2009).

Es miembro de El Colegio Nacional (México) desde 1986 y profesor distinguido en el Departamento de Español de la Universidad de Maryland.

El escritor José Emilio Pacheco, premio Cervantes 2009, depositó en la Caja de las Letras del Instituto Cervantes un legado que permanecerá guardado hasta el 21 de abril del 2110. Es una de las personalidades que deja un objeto personal en la antigua cámara acorazada de la sede central del Instituto.