В литературе выступил с 70-х гг. 19 в. Его стихи, созданные в тюрьме и опубликованные в сборнике «Из-за решётки» (Женева, 1877), вошли в Вольную русскую поэзию. Позже стихи М. периода заточения вошли в его сборники «Из стен неволи» (1906), «Звёздные песни» (1910). За революционные тенденции этой книги в 1911 приговорён к годичному тюремному заключению. Лирику М. отличали пафос борьбы против самодержавия, воспевание жертвенного героизма, призывы к отмщению за погибших товарищей. В стихах М. звучали также сатирические ноты. В 1900-е гг. он обратился к жанру т. н. научной поэзии. М. написал книги по истории религии и культуры («Откровение в грозе и буре», 1907, «Пророки», 1914, «Христос», книги 1—7, 1924—32), где пытался пересмотреть некоторые проблемы всемирной истории, в частности истории христианства. Теории М., выведенные главным образом из астрономических явлений, которым он придавал чрезмерное значение, находятся в противоречии с историческими фактами. Автор воспоминаний «Повести моей жизни» (т. 1—4, 1916—18, последнее изд., т. 1—2, 1965), которые представляют интерес для изучения истории народничества.
В годы 1-й мировой войны 1914—18 ездил на фронт в качестве представителя Земского союза. Выступал с популяризаторскими лекциями в Сибири и на Дальнем Востоке, преподавал на Высших курсах П. Ф. Лесгафта и в Психоневрологическом институте. В 1917 участвовал в Московском государственном совещании. С 1918 до конца жизни директор Естественно-научного института им. Лесгафта.
Имя М. носит малая планета-астероид Морозовия, кратер на обратной стороне Луны, посёлок городского типа под Ленинградом. Награжден орденом Ленина и орденом Трудового Красного Знамени.
Соч.: [Стихи], в кн.: Поэты-демократы 1870—1880-х гг., М. — Л., 1962.
Лит.: Круковская Л., Н. А. Морозов, М., 1912; Фигнер В. Н., Член исполнительного комитета партии «Народная воля» Н. А. Морозов, 2 изд., М., 1928; Любатович О. С., Далекое и недавнее, М., 1930; Морозова К. А., Н. А. Морозов, М. — Л., 1944 (прилож. список трудов); Вольфкович С. И., Выдающийся русский ученый и революционер, «Вестник АН СССР», 1954, № 8; Лысов Р. А., Атомные теории в России второй половины 19 в., М., 1954 (автореферат дисс.): Осьмаков Н. В., Поэзия революционного народничества, М., 1961; Внучков Б. С., Узник Шлиссельбурга, Ярославль, 1969; Жданов С. М., Н. О. Морозов, Киïв, 1971.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.