李冶的诗以五言擅长，多酬赠谴怀之作。刘长卿对她的诗极其赞赏，称她为“女中诗豪”。高仲武评论说：“士有百行，女唯四德。季兰则不然。形器既雄，诗意亦荡。自鲍照以下，罕有其伦。”又说她“上比班姬（婕妤）则不足，下比韩英（兰英）则有余。不以迟暮，亦一俊妪。”

她与薛涛、鱼玄机、刘采春一起，被人称为“唐代四大女诗人”。宋人陈振孙《直斋书录解题》著录《李季兰集》一卷，今已失传，仅存诗十六首。清人汪如藻在修编《四库全书》时进献给乾隆皇帝的藏书中也有《薛涛李冶诗集》二卷。

李冶容貌俊美，天赋极高，从小就显露诗才，六岁那年，曾写下一首咏蔷薇诗：“经时未架却，心绪乱纵横。”“架却”，谐音“嫁却”。 她父亲认为此诗不祥：小小年纪就知道待嫁女子心绪乱，长大后恐为失行妇人。而这也不幸被他父亲言中（原文：季兰五六岁时，其父抱于庭，令咏蔷薇云云。父恚曰：“必失行妇也。”后竟如其言）。

长大后出家为女道士的她依然神情潇洒，专心翰墨，生性浪漫，爱作雅谑，加及她又善弹琴，尤工格律。当时超然物外的知名作家陆羽和释皎然均同她意甚相得，著名诗人刘长卿也与她有密切联系。她还与朱放、韩揆、阎伯钧、萧叔子等人情意非常投合。她的《寄朱放》、《送阎二十六赴剡县》等诗一扫从来女性作家的羞涩之态，坦然男女社交，在其后千年的历史上都是罕见的。

唐朝天宝年间，唐玄宗闻知她的诗才，特地召见她赴京入宫，那时，她已进入暮年，正栖身著名的花都广陵。接旨后，只得应命北上。她有七律《恩命追入留别广陵故人》，《四库全书总目提要》以为“其详词意，不类冶作”，似乎缺乏根据。