Nielsen brukar betraktas som Danmarks nationaltonsättare, på samma sätt som Grieg i Norge, Alfvén i Sverige och Sibelius i Finland. Till skillnad från dessa utvecklade Nielsen ett tonspråk och ett kompositionssätt på klassicistisk grund med viss modernistisk prägel. Därmed skiljer sig Nielsen markant från de andra tre nämnda "nationaltonsättarna".
Carl Nielsen skrev två operor, sex symfonier samt annan orkestermusik och kammarmusik. Han tonsatte också en mängd dikter och psalmer och är flitigt representerad i danska psalm- och sångböcker.
Nielsens kanske mest kända stycke är Taagen letter (Dimman lättar), ett småstycke för flöjt och harpa ur skådespelsmusiken till Helge RodesModeren (1920). Ett något mindre känt är kantaten, kallad "lyrisk humoresk", Fynsk Foraar (Vår på Fyn) för orkester, kör och barnkör.
Carl Nielsen til sin samtid : artikler, foredrag, interview, presseindlæg, værknoter og manuskripter. København: Gyldendal. 1999. Libris7193405. ISBN 87-00-38838-6
Ling, Jan (2013). ”Provinsiellt och internationellt: Carl Nielsen”. Musiken som tidsspegel : tolv essäer om musiken kring sekelskiftet 1900. Svenska humanistiska förbundets skriftserie, 0346-6027 ; 128. Möklinta: Gidlund. sid. 195-216. Libris14010310. ISBN 9789178448791