『日本書紀』の編纂にあたって多種多様な資料が参照されており、これらの原資料を坂本太郎は以下のように分類している。なお、ここに挙げる原資料は漢籍を除いて多くの場合現存しない。このため、その内容・性質については後世の研究者による推測であり、様々な見解があることに注意されたい。
漢籍については、それを元に『日本書紀』の本文を潤色した部位が概ね特定されており、巻毎に典拠として利用された漢籍の名前が既に整理されている。具体的には以下のようなものが利用された。
『日本書紀』の大半の巻に「一書曰」、「一書云」、「一本云」、「別本云」、「旧本云」、「或本云」という形式で分註が多数記されている。これらの中には典拠となった書名をしている場合があり、以下のような出典となった資料を知ることができる。ただしこれらはいずれも現存しておらず、その内容は原則的に『日本書紀』内の引用文からしか知ることができない。
区分論.
『日本書紀』は内容・語句・音韻など様々な観点から各巻をいくつかのグループに分類できることがわかっており、多くの学者が区分論を展開している。以下、主として坂本太郎と森博達の著作を参考にまとめる。
『日本書紀』の編纂は恐らくは長い期間と複数の撰修者の手によったと見られ、巻によって分担して編集されたものと考えられる。この結果として、担当した人間の漢文能力、筆癖、使用語句の特徴などが各巻に反映されることとなった。現代の学者は様々な着眼点によってこれらの特徴を洗い出し、いくつかのグループに分類する区分論を発達させてきた。区分において特に重要な指標となるのは同じような語句の使用傾向や用いられている万葉仮名の日本語と漢字音の対応（音韻の対応）、そして漢文の文法的誤りや日本語独特の発想による文章（和習）の分布などである。
暦.
歴史について語る際に年月日を付して時間的認識、「いつ」のことであるのかを明らかにするのは現代的感覚では普通のことであるが、古代においては必ずしもそうではなかった。『日本書紀』と同じく天皇の即位に関わる情報を記録する『古事記』には同様の天皇の即位記事において年代を提示しない。そのため、年次を明確化する意図を持って書かれていることは『日本書紀』を『古事記』と比べた場合の大きな特徴である。
暦法.
暦法の研究史と小川清彦.