Вслед за Исааком Левитаном Михаил Нестеров проявляет себя как мастер лирического пейзажа в русском искусстве. Его привлекает меланхолия осенней природы: она проявляется и в знаковом для художника произведении «Видение отроку Варфоломею» (1889–1890), и в «Осеннем пейзаже». Тема увядания часто встречается в искусстве рубежа XIX–XX веков: многие художники ощущали это время как кризисное, переломное. Подобное мироощущение было близко и Нестерову.

Еще одна тема пейзажа – национальная, связанная с изображением русской природы. Михаил Нестеров, не раз совершавший поездки в Европу и искренне восхищавшийся искусством и природой Италии, в письмах (в частности, к другу, художнику-любителю Александру Андреевичу Турыгину) нередко подчеркивает, что плодотворнее всего работает на родине, а русские пейзажи и культура милее для него любых других. «Осенний пейзаж» создает образ средней полосы России, которая чаще всего служила для Нестерова источником вдохновения.

В композиции картины присутствуют две доминирующих линии: горизонталь акцентирована благодаря формату пейзажа и очертаниям берега, но в правой части холста ее перечеркивает вертикаль ствола ели. В этом можно видеть противоречия, характерные для стиля модерн: сталкиваясь, две доминанты разрушают иллюзию умиротворенности пейзажа. Кроме того, правая часть картины оказывается отрезана от остального пространства. Гармония композиционного строя сознательно нарушается художником.

На фоне светлого неба и глади воды темным силуэтом обозначены линии берега. Графичность и силуэтность – признак стиля модерн, близкого Нестерову. С помощью линии он подчеркивает игру отражений: на холме – темная полоса деревьев, контрастирующая со светлыми облаками, перевернутое отражение деревьев под холмом противопоставлено неподвижной серой глади воды.

Яркость колорита картины связана с использованием контрастных сочетаний: красный соседствует с изумрудным, темно-зеленый – с золотистой охрой. Такие комбинации цветов и особенно то, что Нестеров активно применяет золотистую охру, заставляют вспомнить об увлечении художника византийскими мозаиками, которые он изучал перед началом работы по росписи Владимирского собора в Киеве. В «Осеннем пейзаже» живописец создает схожий с мозаиками эффект свечения драгоценных красок, который оттеняет серый цвет затянутого облаками неба, отраженный в воде.