Il est connu en particulier pour avoir formulé le théorème CAP appelé aussi « théorème de Brewer », qui indique qu'il est impossible sur un système informatique de calcul distribué de garantir simultanément la cohérence, la disponibilité et la tolérance au partitionnement (qui donnent les trois lettres "CAP" pour Coherence, Availability, Partitionnement)[3]. Ce théorème, qui était au départ une conjecture, a été prouvé formellement en 2002, et a des applications pratiques dans le domaine des bases de données distribuées en particulier[3]. Le mouvement NoSQL l'a utilisé comme argument contre les bases de données traditionnelles[4].