徐悲鸿擅长中国画、油画和素描，在创作上他以“师法造化，寻求真理”为原则，作品多取材现实生活，或借古喻今，寄托爱国主义和人道主义的情怀，如《田横五百士》、《九方皋》、《徯我后》、《愚公移山》等。他长于画马和狮、牛、猫、鹰、雀等各种动物，生动传神，各有寓意。在抗日战争期间，以风雨鸡鸣和跃起的雄狮、奔腾的马，表达对中华民族觉醒奋起的热望。在创作理论上，徐悲鸿主张改良中国画。他注重素描的严格训练，提倡师法造化，反对因循守旧。
其素描作品详见：《中国素描经典画库·徐悲鸿素描集》 徐悲鸿绘， 广西美术出版社，1998年出版。在素描方面，徐悲鸿成绩卓著。他的素描既是绘画训练的习作，为他的国画和油画创作打下了深厚的基础，同时又是具有欣赏和研究价值的艺术品。其一生中，仅画人体素描就不止千幅。徐悲鸿在中国绘画史上，第一次提出一个著名的论点：素描是一切造型艺术的基础。他提倡学习绘画从观察自然开始，从素描开始。
有道是郑板桥画竹,齐白石画虾,莫如徐悲鸿画的马。徐悲鸿画马，笔墨淋漓潇洒，无论是奔马、立马、走马、饮马、群马，都赋予了充沛的生命力。可贵的是, 徐悲鸿的水墨奔马图,画面大都简淡高逸，用笔泼辣凝重，间参西法。
其实,徐悲鸿在欧洲留学时，就认真作过马的素描，1930年起，徐悲鸿开始以水墨画画马。 其现存最早的画作于1931年完成。它纵六十八公分，横一百一十公分,画中的马没有马鞍，没有缰绳，在原野上狂奔，给人感觉神骏气昂，奋发感人。这幅画还表现了奔马的驯良、坚毅、敏捷等性格特征。画上无题款，只有“东海王孙”钤记，是徐悲鸿在1931年愤走粤西时的箧中遗物，1937年其家人检赠宜兴渡船公周法大,流传至今。
1940年，徐悲鸿先生应邀至印度国际大学讲学并举行画展。他应印度大诗人泰戈尔的邀请，游历了喜马拉雅山之大吉岭。在那里,他看到了罕见的高头、长腿、宽胸、皮毛闪光的骏马，他曾骑着这些骏马远游，并由此了解了其剽悍、勇猛、驯良、耐劳、忠实的特点。此间他对着骏马做了大量的写生，反复捕捉其各种神态，从而塑造出千姿百态的奔马，达到了“尽妙”之境界。据说徐悲鸿自己认为，他画马真正的成就，始自此次印度之行。
徐悲鸿曾总结说：“我爱画动物，皆对实物用过极长时间的功。即以马论，速写稿不下千幅，并学过马的解剖，熟悉马的骨架、肌肉、组织。又然后详审其动态及神情，乃能有得”。他还认为,毛笔太软，画不出鬃尾的质感和劲力，所以他常用硬笔扫出鬃尾，使之纤毫毕露，而呈现出动力的美感。
徐悲鸿一生画过数以千计的马的速写稿,他在绘画技巧上不断寻求突破，力图塑造骏马的各种雄姿。尤为可贵的是,徐悲鸿所画的水墨奔马，无羁群，尚桀骜，发胸中块垒，掘民族精神。而在心理学的意象分析上, 马是力量、速度、自由、耐力的化身,令人神思飞越，并生发出朝气勃勃、奋发向上的力量。这,也是徐悲鸿的心理向往与艺术追求，由此,马最能反映徐悲鸿个性，也最能表达他思想感情。而在中国人的心目中,马始终是人才的象征，也是民族振奋的表现。
尤为值得称道的是,徐悲鸿不像古人那样热衷画鞍马，而是喜欢画野马，为的是表现野马的豪放不羁的气质，借以抒发自己的情怀。所以，1940年他在游历克什米尔时，见到当地的骏马格外兴奋，也就在这一年他创作了精品之作——《群马》。
画中没有马的奔腾之姿，那几匹背向的马仿佛听到了什么，正竖耳警觉地凝视着远方，表面是那样平静，但却蕴含着内在的动力。他以粗重有力的线条表现出马匹坚硬的骨骼和挺劲的马腿，以生动的墨色表现出风中拂动的马鬃和马尾，更强化了那静中之动的魅力。
有趣的是,徐悲鸿在《九方皋》画面上黑色雌马，却例外地给马戴上了缰辔，有人问悲鸿这是为什么，悲鸿笑着答道：“马也和人一样，愿为知己者用，不愿为昏庸制。”
徐悲鸿曾在1940的一幅群马图上题款日：“昔有狂人为诗云，一得从千虑，狂愚辄自夸，以为真不恶，古人莫之加。悲鸿时客西马拉雅山之大吉岭”。由此,在徐悲鸿的笔下，一匹匹骏马奋踪扬蹄，在广袤的土地上飞奔，有的腾空起飞，有的蹄下生烟。有的回首顾盼，有的一往直前，都给人破纸而出的感觉。
其实,这份万马犹酣的艺术追求，也投射了徐悲鸿崇尚自由,不断创新的心理呼唤。
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