诗命题为“白云歌”，诗中紧紧抓住白云这一形象，展开情怀的抒发。白云向来是和隐者联系在一起的。南朝时，陶弘景隐于句曲山，齐高帝萧道成有诏问他“山中何所有？”他作诗答说：“山中何所有？岭上多白云。只可自怡悦，不堪持赠君。”从此白云便与隐者结下不解之缘了。白云自由不羁，高举脱俗，洁白无瑕，是隐者品格的最好象征，李白这首诗直接从白云入手，不需费词，一下子便把人们带入清逸高洁的境界。
为了充分利用白云的形象和作用，这首送别诗不再从别的方面申叙离情，只择取刘十六自秦归隐于楚的行程落笔。从首句“楚山秦山皆白云”起，这朵白云便与他形影不离，随他渡湘水随他入楚山里，直到末句“白云堪卧君早归”，祝愿他高卧白云为止，可以说全诗从白云始，以白云终。读者似乎只看到一朵白云的飘浮，而隐者的高洁，隐逸行动的高尚，尽在不言之中。胡应麟说“诗贵清空”，又说“诗主风神”（《诗薮》），这首诗不直写隐者，也不咏物式地实描白云，而只把它当做隐逸的象征。因此，是隐者，亦是白云；是白云，亦是隐者，真正达到清空高妙，风神潇洒的境界。方弘静说：“《白云歌》无咏物句，自是天仙语，他人稍有拟象，即属凡辞。”是体会到了这一妙处的。
这首歌行运笔极为自然，而自然中又包含匠心。首句称地，不直言秦、楚，而称“楚山”、“秦山”，不仅与归山相应，气氛谐调，增强隐逸色调；而且古人以为云触山石而生，自然地引出了白云。择字之妙，一笔双关。当诗笔触及湘水时，随事生情，点染上“女萝衣”一句。屈原《九歌·山鬼》云：“若有人兮山之阿，被薜荔兮带女萝。”“女萝衣”即代指山鬼。山鬼爱慕有善行好姿的人，“被石兰兮带杜衡，折芳馨兮遗所思。”汉代王逸注云：“所思，谓清洁之士若屈原者也。”这里借用这一故实，意谓湘水对洁身修德之人将以盛情相待，进一步渲染了隐逸地的可爱和归者之当归。而隐以屈原喻归者，又自在言外。末句一个“堪”字包含无限感慨。白云堪卧，也就是市朝不可居。有了这个“堪”字，“君早归”三字虽极平实，也含有无限坚定的意味了。表现得含蓄深厚，平淡中有锋芒。
此诗采用了歌体形式来表达倾泻奔放的感情是十分适宜的。句式上又多用顶真修辞手法，即下一句之首重复上一句之尾的词语，具有民歌复沓歌咏的风味，增加了音节的流美和情意的缠绵，使内容和艺术形式达到和谐的统一。
关于此诗主旨，《毛诗序》说是黎侯为狄所逐，流亡于卫，其臣作此劝他归国。刘向《列女传·贞顺篇》说是卫侯之女嫁黎国庄公，却不为其所纳，有人劝以归，她则“终执贞一，不违妇道，以俟君命”，并赋此诗以明志。二说均牵强附会，因为无论是实指黎侯或黎庄妇人，都缺乏史实佐证。余冠英认为“这是苦于劳役的人所发的怨声”（《诗经选》），乃最切诗旨。
诗凡二章，都以“式微，式微，胡不归”起调：天黑了，天黑了，为什么还不回家？诗人紧接着便交待了原因：“微君之故，胡为乎中露”；“微君之躬，胡为乎泥中”。意思是说，为了君主的事情，为了养活他们的贵体，才不得不终年累月、昼夜不辍地在露水和泥浆中奔波劳作。短短二章，寥寥几句，受奴役者的非人处境以及他们对统治者的满腔愤懑，给读者留下极其深刻的印象。
在艺术上，这首诗有两个特点。一是以设问强化语言效果。从全诗看，“式微，式微，胡不归”，并不是有疑而问，而是胸中早有定见的故意设问。诗人遭受统治者的压迫，夜以继日地在野外干活，有家不能回，苦不堪言，自然要倾吐心中的牢骚不平，但如果是正言直述，则易于穷尽，采用这种虽无疑而故作有疑的设问形式，使诗篇显得宛转而有情致，同时也引人注意，启人以思，所谓不言怨而怨自深矣。二是以韵脚烘托情感气氛。诗共二章十句，不仅句句用韵，而且每章换韵，故而全诗词气紧凑，节奏短促，情调急迫，充分表达出了服劳役者的苦痛心情以及他们日益增强的背弃暴政的决心。从此诗所用韵脚分析，前章用微韵、鱼韵，后章为微韵、侵韵，这些韵部都较适合表达哀怨沉痛的情绪。诗人的随情用韵，使诗情藉着韵脚所体现的感情基调获得了充分的强调。所以方玉润评此诗云：“语浅意深，中藏无限义理，未许粗心人卤莽读过。”（《诗经原始》）
由于《毛诗》将此诗解说成劝归，历代学《诗》者又都以毛说为主，所以“式微”一词竟逐渐衍为中国古典诗歌中的“归隐”意象，如唐王维“即此羡闲逸，怅然吟式微”（《渭川田家》）；孟浩然“因君故乡去，遥寄式微吟”（《都下送辛大夫之鄂》》；贯休“东风来兮歌式微，深云道人召来归”（《别杜将军》）等等，由此也可见出此诗对后世的影响。