Le cubisme initial d’Albert Gleizes donne la part belle aux volumes (La Femme aux phlox, 1910). Quelques toiles traitent l'objet figuratif de façon déstructurée comme Picasso (La Dame aux bêtes, 1914), pourtant le cubisme de Gleizes garde une certaine originalité par l'expression réaliste et schématique de ses personnages au sein d'un paysage aux formes géométriques et déstructurées (L'Homme au balcon, 1912).
La sombre palette de Gleizes de ses débuts s'éclaircie et il n’hésite pas à employer de larges aplats de couleurs vives et franches («La Parisienne», 1915). A partir de 1917, il revient à des représentations moins déstructurées («La Femme au gant»). La composition de ses tableaux respecte une grammaire aussi rigoureuse que stable inventée par le peintre : recherche du rythme, goût pour la géométrie (rotation et translation du plan), abstraction du sujet ("Peinture à sept éléments cadencés et rythmés").
Il adhère en 1931 au mouvement « Abstraction-Création » .Dans ses dernières années, Gleizes se tourne vers la peinture sacrée et s’adonne à des penchants mystiques qu’il assume en illustrant une réédition des Pensées de Blaise Pascal et en reconnaissant son appartenance au catholicisme (1941).
Depuis 2006, le musée Estrine, à Saint-Rémy-de-Provence (Bouches-du-Rhône) consacre à Albert Gleizes deux salles où sont présentées en permanence une vingtaine de ses oeuvres, peintures et dessins, créées entre 1901 et 1952.