Fizyka bez czasu Najbardziej znana jest jego koncepcja „fizyki bez czasu”, rozwinięta przede wszystkim w książce The End of Time. Barbour argumentował w niej, że pozorny upływ czasu nie jest fundamentalną własnością świata, lecz efektem sposobu porządkowania konfiguracji materii i informacji. W tym ujęciu nie mamy dostępu do przeszłości poza pamięcią i śladami zapisanymi w teraźniejszych konfiguracjach; takie ślady Barbour nazywał „kapsułami czasu”.
Stanowisko Barboura jest bardziej radykalne niż teoria wszechświata blokowego, ponieważ kwestionuje nie tylko upływ czasu, ale i fundamentalność samego wymiaru czasowego. Do podobnych wniosków dochodził wcześniej filozof J. M. E. McTaggart w eseju The Unreality of Time.
Dynamika machowska Drugim ważnym nurtem jego prac jest rozwijanie relacyjnego, inspirowanego zasadą Macha opisu dynamiki. Na swojej stronie poświęconej książkom Barbour przedstawiał problem ruchu absolutnego i względnego jako centralny temat swoich badań historycznych i teoretycznych. Wspólnie z Brunem Bertottim opracował metodę „best matching”, czyli procedurę wyprowadzania równań grawitacji z relacji przestrzennych między obiektami bez zakładania uprzednio danego tła czasoprzestrzennego. Ten program badawczy łączy się także z późniejszym rozwojem koncepcji shape dynamics.