Григорий Антонович основал лабораторию, которую возглавлял ординатор Г.Н. Минх, ставший в будущем известным профессором патологической анатомии. В своих трудах и клинической деятельности Захарьин придавал решающее значение взаимосвязи человека с окружающей средой. Стремился выяснить причины и развитие болезни, установить, какие изменения и в каких именно органах произошли в результате заболевания. В соответствии с таким пониманием патологического процесса он предложил новые методы диагностики и лечения, прочно вошедшие в современную терапию. Сочетание опроса больного с другими методами исследования позволило ему с большой точностью выявлять анатомические изменения в организме больного. Наряду с этим он использовал также лабораторные и технические методы исследования, рассматривая их как вспомогательные.
В основу своих методов лечения Захарьин положил принцип — лечить больного человека, а не болезнь какого-либо органа. Лечение он понимал как комплекс мероприятий, гигиенический образ жизни, климатотерапия, диетотерапия и медикаментозная помощь. Он подчеркивал решающее значение сугубой индивидуализации терапевтических мероприятий. Григорий Антонович дал научное обоснование лечебного действия минеральных вод, гидротерапевтических процедур и других методов физиотерапии: ввел в практику кумысолечение и лечение минеральными водами, одним из первых дал их классификацию, определил показания и противопоказания к их применению при различных заболеваниях; впервые применил каломель при заболеваниях печени и желчных путей.
Григорий Антонович разработал ряд проблем, имеющих важнейшее значение для практической медицины. Он создал клиническую симптоматику сифилиса сердца и легких. Много нового внес в учение о туберкулезе, выделил основные клинические формы туберкулёза легких. Он дал оригинальную теорию особой формы хронического малокровия — хлороза, которая объясняет это заболевание эндокринным расстройством, связанным с изменениями нервной системы.
В 1875 году Захарьин выделил одну палату с четырьмя койками для лечения гинекологических больных в своей клинике Эта-то палата, отвечать за которую было поручено Владимиру Федоровичу Снегиреву (1847–1916), стала ядром будущей гинекологической клиники Московского университета. Профессор Снегирев сделался блестящим хирургом, у которого выздоровление больных было правилом, даже при том, что он оперировал самые сложные и запутанные случаи заболеваний. Захарьин, вероятно, и предположить не мог, что вследствие его деяния Снегирев станет основоположником русской гинекологии.
Григорий Антонович говорил, что «без гигиены и профилактики лечебная медицина бессильна. Победоносно спорить с недугами масс может лишь гигиена». В 1885 году Григория Антоновича Захарьина избирают почетным членом Петербургской Академии наук, а в 1896 году он покинул университет.
Наибольшую известность Захарьину принесла разработка вопроса о зонах повышенной чувствительности кожи при заболеваниях внутренних органов. Говоря сухим научным языком, зоны Захарьина — Геда — определенные области кожи, имеющие диагностическое значение, в которых при заболевании внутренних органов часто проявляются отраженные боли, а также болевая и температурная гиперестезия. Раздражение от пораженных внутренних органов длительное время передается в определенные сегменты спинного мозга, что приводит к изменению свойств нейронов этих сегментов. К этим же нейронам подходят определенные чувствительные соматические нервы, в связи с чем изменяется чувствительность кожи в области иннервации ее данным сегментом мозга. Определенное значение в механизмах изменения кожной чувствительности имеет изменение свойств различных отделов центральной нервной системы и аксон-рефлексы. Установлены соотношения между внутренними органами и сегментами кожной иннервации (например, легкое — III–IV шейные и II–V грудные, сердце — III–V шейные и I–VIII грудные, тело матки — X грудной и I поясничный).
Для более полного ознакомления с открытием Захарьина — Геда необходимо поговорить о роли кожи человека при взаимодействии организма со средой. Между организмом и внешней средой существует некая прямая и обратная связь. Как она осуществляется? Кожа — сложнейшая чувствительная система человека. Она находится в постоянной готовности. Обращенная к окружающему миру огромной чувствующей поверхностью, кожа напоминает современную укрепленную зону, богато оснащенную локаторами разного типа. Одних только болевых воспринимающих аппаратов, сигнализирующих об опасности, на ней свыше 3 миллионов.
Посредством специальных клеточных образований, или кожных чувствительных рецепторов, человек ощущает боль, холод, тепло, прикосновение, давление и вибрацию. Установлено, что чувствительные рецепторы распределены по кожной поверхности неравномерно. На один квадратный сантиметр кожи приходится 2 тепловых, 12 холодовых, 25 осязательных и 150 болевых точек. Какая колоссальная информативная способность и высочайшая болевая настороженность!