Hoewel Polański tijdens zijn carrière veel verschillende genres beoefende, wordt hij gezien als een meester in het maken van psychologische thrillers die zich afspelen in een beperkte ruimte en waarin een sociaal beschermd personage langzaamaan aftakelt. Deze thrillers kenmerken zich door een extreem pessimistische wereldvisie, veel zwarte humor en een voorliefde voor absurdisme.
Hij werd in september 2009 op luchthaven Zürich in Zwitserland opgepakt wegens betrokkenheid bij een zedenzaak in 1977 met een dertienjarig meisje.
Polański is een specialist in drie genres: psychologische thrillers, parodieën op en eerbetonen aan beroemde filmgenres en historische drama's waarin eenzame personages opgejaagd worden en zoekende zijn in een chaotische wereld. De films worden gekenmerkt door veel symboliek die psychische gesteldheid van de personages verbeeldt, zwarte humor, een pessimistische wereldvisie, paranormale elementen en veel seks en geweld. Een ander terugkerend element in Polański's werk is in elke film een sleutelmoment waardoor het verhaal kantelt.
Naast inhoudelijke, hebben Polański's films ook visuele kenmerken. Zo wordt vaak gebruikgemaakt van een voyeuristische manier van filmen: veel open ramen, schuin van achter een muur, in een spiegel, door een voorwerp heen. Hierdoor lijkt het alsof de kijker met het verhaal meegluurt. Ook worden voorwerpen of locaties vaak op een surrealistische manier in beeld brengen. Dingen worden uit hun verband gebracht en vervreemdend uitgebeeld. Een voorbeeld hiervan is de manier waarop het appartement van Rosemary wordt uitgebeeld in Rosemary's Baby.