Holm, som var en av sin tids mest framstående evertebratpaleontologer, utgav ett stort antal beskrivande arbeten om fossila djur, t.ex. trilobiter, graptoliter och ortoceratiter. Hans skicklighet bestod bl.a. i hans förmåga att rekonstruera de undersökta fossilens inre byggnad och organisation. Holm utgav även en uppmärksammad beskrivning över Kinnekulles geologi.