Antoni Smuszkiewicz ocenia, że powieść jest „oryginalnie postawioną zagadką typu fantastycznonaukowego”, a dzięki niej w polskiej fantastyce naukowej po raz pierwszy pojawił się „motyw zwątpienia w możliwości nauki, który od tej pory będzie przewijał się przez liczne teksty Lema”.
Maciej Płaza pisze, że Śledztwo jest pierwszym dojrzałym dłuższym utworem prozatorskim w twórczości Lema. Jest także przełomowe w twórczości pisarza, gdyż, wraz z Edenem, stanowi cezurę między początkowym okresem a twórczością dojrzałą. Ujawnia się to przede wszystkim w pozbyciu się „bagażu politycznego”. Krytyk określa powieść mianem utworu przewrotnego, który do dziś prowokuje do „niekoniecznie zgodnych odczytań”. Ocenia, że strategia powieści polega na „konsekwentnym zderzaniu ze sobą przeciwstawnych schematów fabularnych i motywacyjnych układów odniesienia: racjonalno-detektywistycznego i metafizycznego”. Naukowiec uważa, że przełamanie struktury powieści detektywistycznej posłużyło Lemowi za „demonstrację filozoficznych konsekwencji dwudziestowiecznych rewolucji dokonanych przez nauki empiryczne w powszechnie przyjętym obrazie świata”. Formalnie, jego zdaniem, utwór ma schemat raczej opowiadania niż powieści, o czym świadczą „jednowątkowość i linearność fabuł” oraz ich algorytmizacja.