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李玉堂教授从事中医针灸50余年，在临床实践的过程中，形成了自己的特色诊疗思路和有独到见解的经验学说。主要学术思想有三个方面：①关于经络学说的三维网架结构说；②关于背俞穴和夹脊穴的领悟；③关于分层立体止痛的思路和操作。
“经络学说”最早见于《黄帝内经》。继《黄帝内经》后发挥的有《难经》《针灸甲乙经》《金兰循经》和《十四经发挥》等著作。经络学说不仅在阐明人体生理功能上有重要作用，而且也是临床上说明病理变化、指导辨证归经和治疗的重要理论依据，故《灵枢·经脉》说：“经脉者，所以能决死生，处百病，调虚实，不可不通。”
在中医针灸学中，经络如此重要，那么现代语境下的“经络”又是什么呢？是有形的还是无形的，是形象具体的结构，还是理论抽象的模型呢？面对经络实质的现代追问，多年来许多医学、生物学及相关学科学者从不同视角、不同途径、不同层级上进行了探讨，并提出了许多假说，但时至今日，仍没有一致定论。李玉堂教授总结认为，目前关于经络的实质有如下几种假说：①经络是以神经系统为主要基础，包括血管、淋巴系统等已知结构的人体功能调节系统。②经络是独立于神经、血管、淋巴系统等已知结构之外，但又与之密切相关的另一个功能调节系统。③经络可能是既包括已知结构，又包括未知结构的综合功能调节系统。这三种主要假说，虽或多或少概括了经络的一些特征，但都不能完美解释经络现象。
经络实质到底是什么呢？作为一个从事针灸的临床医师或学校教师，都不可避免地要面对这个问题，并给出自己的答案。李玉堂教授认为，经络包括神经、血管、淋巴系统，经络实质是以神经、血管、淋巴系统参与构成的神经体液调节，其中神经起重要作用。
李玉堂教授认为，古人认识的经脉，具备三个基本特征：
《黄帝内经》有“若夫八尺之士，皮肉在此，外可度量切循而得之，其死可解剖而视之。其脏之坚脆，腑之大小，谷之多少，脉之长短，血之清浊，气之多少，十二经之多血少气……皆有大数”（《灵枢·经水》），“经脉十二者，伏行分肉之间，深而不见，其常见者，足太阴过于内踝之上无所隐故也。诸脉之浮而常见者，皆络脉也”（《灵枢·经脉》）等记载。从这些文字不难看出，经脉用肉眼是可以看得见的，而且还是可以度量的，也可解剖视之，是有形状的东西。
《黄帝内经》还有“经脉者所以行血气而营阴阳，濡筋骨而利关节者也”（《灵枢·本脏》），“阴脉营其脏，阳脉营其腑，如环之无端，莫知其纪，终而复始。其流溢之气，内溉脏腑，外濡腠理”（《灵枢·脉度》）等记载。这肯定了经脉运行血液及其营养物质，周而复始，如环无端，并且濡养全身各组织器官。
《黄帝内经》有“肺出于少商……经渠，寸口中也，动而不居为经。入于尺泽。尺泽，肘中之动脉也，为合。手太阴也”（《灵枢·本输》）等记载。这段文字指出，“经渠”“尺泽”，皆是动脉搏动处，即可以用手触摸到搏动。《难经》也说：“十二经皆有动脉，独取寸口以决五脏六腑死生吉凶之法，何谓也……人一呼，脉行三寸，一吸，脉行三寸，呼吸定息，脉行六寸。”这里一方面指出寸口的脉搏就是手太阴经的脉在动，同时还指出每一呼吸之间血在脉中所行的距离；而且指出十二经皆有动脉。中医文献中有关血脉组成经络的类似记述还有很多。
从以上这三个方面分析，在人体内具备这三个特征的只有血管、淋巴。此外，从经脉的“脉”字义上来说，脉，古字为“衇”，象形“血流于脉”这个生理学意义。明代《人镜经》解释：脉“从血从
，所以使气血各依分派而行经络也”。李玉堂教授认为，用“脉”字，很容易使人想到人体中的脉首先是脉管、血脉、血管，无论是古人还是今人，都会这么想，因为不论是在人体还是动物中，“脉”字所表达的意义都是显而易见的血管，尽管“脉”里所包含的可能不只是血管，但它首先是血脉，古人不可能不顾显而易见的血脉，再用“脉”字去命名其他脉样的东西。因此，就经脉的原义，应该是指血管、淋巴管，当无疑问。
李玉堂教授研究发现，《黄帝内经》关于“心”和“脉”的认识，隐含了神经系统的内涵。首先，《黄帝内经》有“心主身之血脉”（《素问·痿论》），“心者，生之本，神之变也，其华在面，其充在血脉”（《素问·六节藏象论》），“诸血者皆属于心”（《素问·五脏生成》）等记载；唐代王冰还曾有“血居中，属于心也”的注解。由此可见，“心”的认识是与“血”和“脉”相关的，心是“脉”系统的中枢和主宰。另一方面，还有“心藏神”“心者，君主之官，神明出焉”（《素问·灵兰秘典论》）等认识，认为“心”又是神的主宰。基于西医学知识，李玉堂教授认为，神志意识是神经系统的主要功能，是高级神经系统的功能体现。由于血脉所行之处常有相应的神经伴随和分布，而神经系统和脑的正常生理功能又依赖于血液的营养，在当时较低的解剖水平与认知水平上，将看到的与感觉到的揉合在一起加以叙述，就会造成经络学说中的一些概念杂合。由于古人不能把心血管系统和神经系统在形态和功能上作精确区分，有可能就把上述两个系统的功能，都归结为经络系统的功能。
另外，基于穴位物质基础的研究成果，李玉堂教授认为多数穴位位于神经干或神经束通过的部位，穴位与神经节段性支配关系密切，同时也与自主神经、血管、淋巴管有关，与肌肉、肌腱的关系主要体现在十二经筋上。在形态学上，经络的循行路线与外周神经一致，尤其是肘膝关节以下的部分，几乎是沿着神经的主干及其主要分支的径路走行的，十四经除少数例外，不论四肢与躯干，大都与神经节段支配相吻合。针灸操作时，脊髓是针刺传入的初级中枢，丘脑是感觉上升到意识之前的一个调整中枢，大脑皮质是多种感觉信号进入意识领域的关键部位。针刺效应的产生，经络各种功能的完成，均是在神经系统参与作用下实现的。因此，李玉堂教授认为，经络的结构基础和功能实现，是包括神经系统的，也是离不开神经系统的。
基于上述两方面的分析，李玉堂教授认为，经络的物质基础在已知的解剖结构中已得到基本的说明，经络的结构不可能与这些解剖结构无关。经络的根本功能与神经、血管系统直接相关，它不可能属于这两大系统之外的另一解剖结构。因此，经络的物质结构应该是神经、血管和淋巴系统，经络系统则是由这些结构组成的神经三维网架结构。正如祝总骧教授所说，“经脉线不是一条简单的单一结构和功能线，而是多层次、多形态、多功能的立体结构”。神经、血管和淋巴管是三维线，穴位则是把这三维线组成一个三维网架结构的联络点。在针灸临床实践中，李玉堂教授重视三维网架结构在经络诊查和治疗中的形态学意义。
临床实践中，李玉堂教授常常遇到这样的情况，某人因患有高血压而血压升高时，检查发现或颈椎棘突错位，或颈椎骨质增生，或颈椎椎间盘脱出或突出，一旦这些病况得到改善，其血压也莫名其妙地恢复正常了；患者心慌气短，患有心律失常之心脏病，细心检查发现，其胸椎关节出现了异常，而纠正这种异常后，其心律也恢复正常了。有学者从上述现象中得出结论，认为有些内脏疾病或全身性疾病的产生与脊柱疾病相关；积极纠正脊柱对治疗这些疾病具有极为重要的意义。李玉堂教授高度认同此类疾病应该归属于“脊柱相关病”，特别是在用其他治疗方法疗效不显时，往往从脊柱论治，能收佳效。在针灸临床中，李玉堂教授还较多针刺背俞穴或华佗夹脊穴来治疗脊柱相关疾病；并且从中医、西医理论上深入阐述背俞穴、华佗夹脊穴的临床意义和理论依据。
背俞穴是脏腑经气输注于腰背部的腧穴，与脏腑关系密切。背俞穴，首见于《灵枢·背俞》篇，其中载有五脏背俞穴名称和位置，如“黄帝问于岐伯曰：愿闻五脏之腧，出于背者。岐伯曰：胸中大腧在杼骨之端，肺腧在三椎之傍，心腧在五椎之傍……皆挟脊相去三寸所，则欲得而验之，按其处，应在中而痛解，乃其腧也。”《脉经》则进一步明确了肺俞、肾俞、肝俞、心俞、脾俞、大肠俞、膀胱俞、胆俞、小肠俞、胃俞等十个背俞穴名称和位置。此后《针灸甲乙经》又补充了三焦俞，《备急千金要方》又补充了厥阴俞而完备。其中，“迫脏刺背，背俞也”（《素问·长刺节论》），“阴病行阳……俞在阳”（《难经·六十七难》）“阴病治阳”（《素问·阴阳应象大论》）等记载，李玉堂教授认为均是在说明背俞穴可治疗五脏病证。
华佗夹脊穴在背腰部，当第一胸椎至第五腰椎棘突下两侧，后正中线旁开0.5寸，一侧17穴，两侧34穴。华佗夹脊穴认识的临床实践基础，李玉堂教授认为，与《素问·缪刺论》“邪客于足太阳之络，令人拘挛背急，引胁而痛，刺之从项始，数脊椎，夹脊，疾按之，应手如痛”的记载有关。当邪客于足太阳之络，拘挛背急，引胁而痛时可取华佗夹脊穴。夹脊穴，内夹脊里督脉，外临足太阳膀胱经，澄江针灸学派创始人承淡安先生认为此穴与华佗有关，正式命名其为“华佗夹脊穴”。李玉堂教授进一步分析《灵枢·经脉》“督脉之别，名曰长强，夹膂上项，散头上，下当肩胛左右，别走太阳，入贯膂”的记载，认为督脉之别，由督脉别走太阳，夹脊而行于督脉与膀胱经之间，夹脊穴的针灸效应是通过“督脉之别”、督脉和膀胱经得以发挥。督脉为“阳脉之都纲”“总督诸阳”，足太阳膀胱经为巨阳，通过督脉之别，与督脉之阳气化生精微，内可以养神，外可以柔筋。故夹脊穴有夹督脉之阳，助膀胱之气，调理脏腑，疏通经脉之功。
背俞穴和华佗夹脊穴，因各穴位置不同，所涉及的肌肉、血管、神经也不尽相同。但李玉堂教授认为，出于同一脊柱节段水平的腧穴，具有大致相同的结构。一般的结构为：皮肤－皮下组织－浅肌层（斜方肌、背阔肌、菱形肌、上后锯肌、下后锯肌）－深层肌（骶棘肌、横突间肌）。皮肤由脊神经后支的内侧支呈节段性分布。脊神经和椎骨数是相对应的。在肌层的深面，有从椎骨的侧壁上椎间孔出来的脊神经及其分支和交感神经的交通支。背俞穴和华佗夹脊穴附近均有相应的脊神经支伴行，神经纤维的范围覆盖了穴区部位，交感神经纤维交通支与脊神经联系，并随脊神经分布周围器官和脏器，支配第一胸椎到第五腰椎。夹脊穴的神经与支配五脏六腑的内脏神经丛处于同一脊髓节段水平，并通过交感神经纤维交通支与脊神经联系。李玉堂教授认为，针刺或艾灸，通过神经体液调节作用，可影响交感神经末梢释放化学介质，使其病变受累的椎关节、骨质韧带、肌肉等组织结构以及神经血管邻近组织产生良性反应，调整改善脊柱内外环境，使之趋于平衡，从而调整脏腑功能，达到治疗疾病的目的。我们有理由相信，同一棘突水平的背俞穴和华佗夹脊穴主治大致相同。
同一棘突水平的背俞穴和华佗夹脊穴主治大致相同，可以治疗五脏六腑病证和与脏腑相关的五官九窍、皮肉脉筋骨等病证。李玉堂教授认为，华佗夹脊穴更有临床应用优势。首先，华佗夹脊穴靠近脊柱，其下无脏腑和重大血管；其次，有学者通过大量尸体解剖发现，以每椎棘突下旁开0.5同身寸为标准，深刺时均能抵椎板，不致刺入胸腹腔而损伤脏器，直刺夹脊穴也是安全的。如果针刺时针尖朝向脊柱，则针刺更加安全，无刺伤脏腑或大血管之虑。因此，当考虑用背俞穴治疗脏腑及其相关病证时，李教授更推荐运用相应的华佗夹脊穴代替之，效果不减，安全增加。
李玉堂教授认为，针灸临床操作涉及部位的深浅，从本质上讲应该是组织结构的差异，如《素问·刺要论》有“病有浮沉，刺有浅深”的记载，并且强调“刺皮无伤肉”“刺肉无伤脉”“刺脉无伤筋”“刺筋无伤骨”“刺骨无伤髓”等。李玉堂教授认为，古代医家不仅认识到了人体皮、肉、筋、骨、脉等各种组织的差异性，而且还在《黄帝内经》中留下了经脉理论、经筋理论和皮部理论等记载。在临床上，尤其是针对疼痛性疾病，李教授构建了三部立体止痛术，有从皮部论治、从经脉论治、从经筋论治之别，或综合论治。
首先，从皮部取效。可以运用穴位贴敷、拔罐、刺血、腕踝针、皮内针、浮针、皮肤针以及艾灸等方法，针对不同类型的疼痛病症，在临床上或选择性单独使用，或综合运用。如三叉神经痛者，以全蝎、地龙、蝼蛄、生南星、半夏、白附子、木香、细辛、五倍子等研细末，用酒调和成饼，贴敷于太阳、阳白、下关、颊车等，一贴痛缓，二贴痛止，三贴痛消；虚寒或实寒类腹痛或胃痛者，在神阙、中脘处拔罐，效如桴鼓；急性腰扭伤者，委中穴点刺放血；急性咽喉痛者，点刺少商出血，立效；头痛、牙痛、神经痛、关节痛、腰腿痛、痛经等以疼痛为主者，腕踝针治疗；头痛、胁痛、脊背痛、腰痛等疼痛严重者，皮内针合皮肤针治疗；疼痛伴有感觉麻木、胀满等者，浮针治疗；寒邪侵袭或者阳虚内寒所导致的痛症，多使用艾灸治疗。
其次，从经脉取效。应用毫针直刺、穴位注射等方法激发经气而发挥治疗作用。如肩周炎初起，仅见关节疼痛，并无活动受限者，宜先“扬刺”肩髃、臑俞以驱散表浅的寒气，然后“恢刺”肩贞以疏通经气，舒缓筋急，最后“远道刺”手三里和“巨刺”健侧条口，行补泻手法后留针；久患肩周炎，关节疼痛剧烈伴活动受限者，宜先“分刺”肩髃，然后“齐刺”臑俞，“傍针刺”肩贞，最后“远道刺”曲池、手三里、外关，针刺3次无明显效果者，“焠刺”“肩三针”；腹痛等患者，需要明确诊断和充分了解药物的副作用后，用小剂量654-2注射足三里、中脘等穴，可即刻收效。
再者，从经筋取效。李教授是国内较早开展小针刀治疗的学者，常将其用于肩周炎等需要松解的肌肉结缔组织疾病；关节疼痛性疾病、经筋病等患者，用锋钩针划割皮下结缔组织纤维治疗；需要放血排脓的疾病如痈、疖肿等及某些顽固性内脏病者，亦用锋钩针治疗。
李教授还常常依据疼痛性疾病的不同部位、性质、程度等，分别选取两种或多种不同方法的组合治疗。坐骨神经痛者，先用毫针直刺加拔罐及灸疗，不效者予穴位注射合穴位贴敷疗法，仍无效或效不巩固者予小针刀或锋钩针疗法并合浮针疗法止痛；肾绞痛者，先施踝针缓解疼痛，再以毫针直刺肾俞、京门、志室、足三里、三阴交、阴陵泉、太溪、照海、太冲以治本，或佐以双侧肾俞穴注射3～4mg维生素K。
通过从皮部、经脉、经筋等按部位、分层次施术，疼痛大多能应手而瘥。