את שיריה הראשונים כתבה רחל בנעוריה ברוסית. שירים אלו כונו "המחברת הרוסית" ותורגמו מאוחר יותר לעברית. עיקר שיריה פורסמו בעיתון "דבר", ואלו, שהצטיינו בפשטות הבעתם ובלשונם הקולעת, נתחבבו על הקוראים מהרגע הראשון. מספרים שחובבי שירתה, שהיו לא מעטים מבין קוראי העברית בארץ, ציפו בכליון עיניים לצאת גיליון יום שישי של "דבר".
שיריה כונסו בשלושה קבצים עיקריים:
- ספיח (תרפ"ז - 1927)
- מנגד (תר"ץ - 1930)
- נבו (תרצ"ב - 1932)
שמותיהם של קובצי שירתה - "מנגד" ו"נבו", סמליים לחייה הטראגיים. בשמות אלה מורגשת העובדה שבחייה הקצרים היא לא הספיקה לממש את עצמה בתחום שירתה ובתחום חייה האישיים. "מנגד" מציין את הרעיון שהיא ראתה את שאיפות חייה מנגד אך לא זכתה לממש אותם; בשירה "עקרה", למשל, היא מביעה את יגונה הרב על שלא זכתה לחבוק בן. גם השם "נבו" רומז לחייה הטראגיים (זהו שמו של ההר ממנו ראה משה את הארץ המובטחת אך לא זכה להגיע אליה). היא גם כתבה את השיר "רק על עצמי" שמספר על קשייה ואכזבותיה וציפיותיה שלא התגשמו.
כתיבת רחל הושפעה ממספר זרמים ספרותיים ומקורות: האקמאיזם הרוסי, האימאג'יזם הצרפתי, התנ"ך והספרות החלוצית של העלייה השנייה.
בשנת 1935 כונסו כל כתביה, שכללו גם תרגומי שירה ומסות, למכלול אחד שנקרא "שירת רחל". פרט לשירים אותם כתבה, עסקה רחל גם בתרגום. בתרגומיה נכללים תרגומים משירתה של המשוררת הרוסייה אנה אחמטובה, תרגומים משירי אלכסנדר פושקין, סרגיי יסנין, פרנסיס ז'ם, תרגום מאמר על חיי הדבורים של מוריס מטרלינק, ביקורות ספרות, מסות בנושאי תרבות ועוד. בין כתביה נכללים גם שירים שכתבה עבור ספר מאויר לפעוטות.
רחל נחשבת אחת המשוררות המקובלות על שוחרי השירה העברית. שירתה תופסת מקום נכבד בתרבות העברית, נלמדת דרך קבע בבתי-הספר, ומושרת רבות במפגשי שירה בציבור.
שיריה, שליחם לא נס עם הזמן, מצטיינים בתמציתיות ובבהירות, למרות שפתם הגבוהה המבוססת על השפה המקראית. נושאיהם מגוונים, אך אפשר לומר שכולם "יוצאים מן הלב ונכנסים אל הלב".
לא מעט משיריה הולחנו על-ידי טובי המלחינים העבריים, כמו יהודה שרת (שבין היתר הלחין את השיר "ואולי לא היו הדברים מעולם", וכן את "שי", שירה היחיד שאותו זכתה רחל לשמוע מולחן[1]) ונעמי שמר (שהלחינה את השיר "כנרת").
שיריה של רחל אף תורגמו לשפות אחדות על ידי מתרגמים שונים. זלמן שז"ר תרגם בשנת 1927 צרור משיריה ליידיש. המשורר א. ליסין תרגם גם הוא משיריה ליידיש. כן תרגמו ליידיש משיריה אהרון צייטלין, בר פומרנץ, דב סדן ומשה בסוק.
שירים נוספים של רחל תורגמו לאנגלית, גרמנית, צ'כית, פולנית, אספרנטו ואיטלקית. רובם הוצאו לאור על ידי תנועות הנוער הציוניות לפני מלחמת העולם השנייה. כמו כן תורגמו במועדים שונים מקבצים משיריה ללשון הסרבו-קרואטית, להונגרית ולסלובקית. במהדורת מילשטיין ניתן למצוא את תרגומי שיריה להונגרית ולסלובקית בלוויית דברי הסבר נוספים. בפרויקט בן יהודה ניתן לקרוא את תרגום שיריה לאיטלקית.