Matematikarentzat benetako metodo zientifikoa aurkitu nahi izan zuen, eta logika goitik behera eraberritu zuen. Fregek [[logika matematiko]] modernoaren oinarriak, [[zenbaki kardinal]]aren lehen definizioa eta [[multzo-teoria|multzoen teoriateoriaren]]ren hastapenak ezarri zituen. Hizkuntza arrunta matematiketarako egokia ez zela ikusirik, hizkuntza sinboliko bat moldatu zuen.
Proposizioen [[kalkulu (argipena)|kalkuluak]]ak egiteko eta proposizioen barne-egitura aztertzeko aukera eman zion hizkuntza berri horrek, eta sistema deduktiboa erabili zuen horretarako. Haren lan ezagunena matematikaren hizkuntza berritu zuena da: ''Begriffsschrift, eine der arithmetischen nachgebildete Formelsprache des reinen Denkens'' (1879, ''Pentsamendu garbiaren aritmetikako hizkuntza formalaren kontzeptuen bilduma''). Funtzioa ez zuen subjektuen eta predikatuen arabera aztertu, proposatutako funtzioen arabera (aldagai bat edo gehiago dituen logikako adierazpena) eta argumentuaren (aldagai batez ordezkatua izan daitekeen funtzio logiko bateko gai mugatua) arabera baizik. Logikari buruzko ikerketen bidez, semantikari ateak ireki zizkion; zentzuaren (''Sinn'') eta erreferentziaren (''Bedeutung'') arteko desberdintasuna egin zuen, eta logikaren eta metalogikaren, eta hizkuntzaren eta metahizkuntzaren arteko aldea adierazi zuen. Fregeren lanei ez zitzaien merezi zuten garrantzia eman bere garaian, baina eragin handia izan zuten gerora Russell, Wittgenstein, Carnap, Hilbert eta beste askoren lanetan. Orobat, Fregek idatzitakoak dira: ''Die Grundlagen der Arithmetik'' (1884, ''Aritmetikaren oinarriak'') eta ''Grundgesetze der Arithmetik'' (1893, ''Aritmetikaren oinarrizko legeak'').
