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司马光的易学自成系统。与其他北宋儒者仅满足于注释《周易》不同，他更青睐扬雄造作《太玄》的方式。在《潜虚后序》中，他写道：
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《玄》以准《易》，《虚》以拟《玄》。【161】
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这里的“准”和“拟”都不是直接的阐释，而是通过自己构造的一套象和辞的系统，发挥《周易》的核心思想。在司马光看来，《太玄》是对《周易》的仿作，而他自己的《潜虚》则是对《太玄》的模拟。《潜虚》是司马光自创的一个系统：既有独特的筮法，又有一整套独特的名和象。【162】这个系统的构造，与他对扬雄的仰慕和对《太玄》的研究是密不可分的。《潜虚》后世虽亦有解释，如张敦实《潜虚发微论》，但大体上已无从索解。
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除了作《潜虚》来模拟《太玄》以外，司马光还为《太玄》作了注释。司马光虽自幼即闻《太玄》之名，但直到庆历年间，始得其书而读之，并因而撰写了《读玄》一文，对《太玄》推崇备至：
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观《玄》之书，昭则极于人，幽则尽于神，大则包宇宙，小则入毛发，合天地人之道以为一，括其根本，示人所出，胎育万物而兼为之母，若地履之而不可穷也，若海挹之而不可竭也。……乃知《玄》者所以赞《易》也，非别为书以与《易》角逐也，何歆、固知之之浅而过之之深也！【163】
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此后司马光又访求各种注本，在研习古代注释的基础上作《说玄》一文。【164】最后，在元丰五年撰《太玄集注》。司马光致力于《太玄》，“疲精劳神三十余年”，而自谓“讫不能造其藩篱”。这固然是谦辞，但恐怕也在某种程度上反映了实际的状况。
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在《说玄》中，司马光讲到了《太玄》与《周易》的关系：
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《易》卦气起《中孚》，除《震》、《离》、《兑》、《坎》四正卦二十四爻主二十四气外，其于六十卦，每卦六日七分，凡得三百六十五日四分之一。《中孚》初九，冬至之初也。《颐》上九，大雪之末也，周而复始。《玄》八十一首，每首九赞，凡七百二十九赞，每二赞合为一日，一赞为昼，一赞为夜，凡得三百六十四日半，益以《踦》、《嬴》二赞，成三百六十五日四分日之一。《中》初一，冬至之初也，《踦》、《嬴》二赞，大雪之末也，亦周而复始。凡《玄》首皆以《易》卦气为次序，而变其名称，故《中》者《中孚》也，《周》者《复》也，《》、《闲》者《屯》也，《少》者《谦》也，《戾》者《睽》也，余皆仿此。【165】
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《太玄》的理论基础实际上是《周易》的卦气说。各首的次序依据的是《易》的卦气次序，各首之首名也与《周易》各卦的卦名有对应的关系，如《太玄》的《周》相当于《周易》的《复》等等。
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然而，司马光的《太玄集注》似乎也仅仅停留在这样约略仿佛的程度上，未能真正深探《太玄》的固有逻辑，从而建立起一套前后一贯的解释原则。比如，《太玄》各首皆“四重”，即四画而成，而赞辞则为九赞，这与《易》每卦六爻，爻辞与卦画一一对应的状况是根本不同的。如何理解“四重”与“九赞”的关系，就是理解和把握《太玄》的一个根本问题。而在这个问题上，司马光的解释并不能让人有豁然开朗之感：
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故《易》卦六爻，爻皆有辞，《玄》首四重，而别为九赞以系其下。然则首与赞分道而行，不相因者也。【166】
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将首与赞的关系割裂开来，其实只是消解了上述困难，但同时也使得《太玄》每首九赞赞辞的依据变得晦暗不明。司马光围绕《易》的系统的种种写作，显然是有其雄心的，但这一雄心离开了诠释和创造技艺的支撑，便显得粗疏而空泛。这恐怕也是司马光的《易》学成就，远低于同时代的胡瑗、王安石和程颐等人的原因。
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《太玄集注》更多地着眼于赞辞字面意义的解释，比如对于《周》的“次三”的赞辞“出我入我，吉凶之魁。《测》曰：出我入我，不可不惧也”，他解释道：
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夫外物之来，入乎思也，言行之动，出乎思也，得其宜则吉，失其宜则凶。三居成意之地，思之隆也，而当日之夜，故戒之曰：吉凶之出亦自我，吉凶之入亦自我，为吉凶之魁者，可不惧乎？一出一入，周之义也。【167】
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这里的解释，主要侧重于字面意义的理解。对于《周》的首画结构与《周》的首名的关系，以及“次三”的具体所指，都未能给出具体的分析和阐发。又“三居成意之地”、“当日之夜”这些分析的依据，也颇为含糊笼统。而这种含糊笼统在某种程度上也延续到了《温公易说》中。
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《温公易说·四库全书总目提要》云：
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盖光本撰次未成，如所著《潜虚》，转以不完者为真本，并非有所缺佚也。光《传家集》中，有答韩秉国书，谓“王辅嗣以老庄解《易》，非《易》之本旨，不足为据”。盖其意在深辟虚无玄渺之说，故于古今事物之情状，无不贯彻疏通，推阐深至，……大都不袭先儒旧说，而有得之言，要如布帛菽粟之切于日用。【168】
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这里值得注意的有三点：其一，《温公易说》为未完之作；其二，司马光撰写《易说》，是在与王弼《周易注》的对话关系中进行的，这其实也是北宋《易》学家的共通处境；其三，《易说》的特点在于思想性，与王弼的虚无玄渺正相反，《易说》如“布帛菽粟之切于日用”。换言之，《四库全书总目》此条提要的撰者，并没有在《温公易说》中看到注释原则上的突破。
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事实上，《温公易说》在解《易》的原则和方法上，也形成了某些独到的东西。只是这些独特的原则和方法没能建构起一套完整的解释学原则。《易说》对《周易》各卦的解释多不完整，有些卦甚至完全没有解说，比如《讼》卦、《随》卦。只有《乾》、《坤》二卦不仅完整，而且详尽。在对《乾》、《坤》各爻的解释中，司马光将爻位与音律和历法结合起来，比如“初九，阳之始也，于律为黄钟，于历为建子之月”、“六二者，于律为南吕，于历为建酉之月”，这样的解释思路，与其《太玄》的研究和《潜虚》的写作当不无关联。而在他对《坤》六三的爻辞和象辞的解说中，关于《乾》、《坤》之爻得位失位的一段阐发，可谓独到深透：
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《乾》、《坤》之爻得位未必吉，失位未必凶，其故何也？曰：阳非阴则不成，阴非阳则不生，阴阳之道，表里相承，阴胜则消，阳胜则亢，是故《乾》、《坤》以阴居阳，以阳居阴，不皆为咎也。《乾》之九三以阳居阳而不中，故曰“夕惕若厉，无咎”；《坤》之六四以阴居阴而不中，故曰“括囊，无咎无誉”，皆刚柔太过，故须畏慎而后免咎也。然未失其正，故不凶也。九五、六二居中履正，其德最美。九二、六五，不失其中，德美次之。九三、六四不失其正，虽危无疑。九四、六三虽无中正之德，九四以阳处下，刚克而沈潜者也，故曰“在渊，无咎”；六三以阴处上，柔克而高明者也，故曰“含章可贞”。【169】
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在司马光那里，居中且当位的爻位最善，其次是失位而得中的爻，再次才是仅仅当位之爻。《易说》里对于中正之位的辨析，极为细致，如《艮》卦六五象辞为“艮其辅，以中正也”，司马光解说道：“艮六五，文之误也。当云‘以正中’也。‘正中’者，正得其中，非既正又中也。”【170】这样的分析思路，似乎也影响了程颐的《程氏易传》。【171】
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《温公易说》的另一个重要发明是反对对爻位的拘泥。在解说《系辞》“变动不居，周流六虚，上下无常，刚柔相易”时，司马光指出：
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凡《易》之六位，刚柔迭居。二有君上用谦之象，五有臣子居盛位之象。五不必专于为君，故有箕子之《明夷》；二不必专于为臣，故有“王用享于帝”。【172】
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这样富有弹性的把握思路，是完全有可能展开为一种与王弼《周易注》和程颐《程氏易传》都有明显不同的解释路向的。
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在一些解释的细节上，《温公易说》也不乏精彩之处。如对《师》卦《彖》辞的解释中，关于仁、明、武的讨论。【173】而司马光对《师》六五的解说，也别具深意：