تميز هذا التفسير بمزايا عظيمة، واتَّسم بسمات جليلة، جعلت العلماء يثنون عليه، ويستفيدون منه.
ومن أهم مزايا هذا التفسير ما يلي:
1- اعتماده على تفسير القرآن بالقرآن، وذلك أحسن الطرق لتفسير كتاب الله تعالى.
2- اعتماده على تفسير القرآن بالسنة المطهرَّة على صاحبها أفضل الصلاة والسلام، وهي مبيَّنةٌ للقرآن وموضَّحةٌ له.
وقد حوى هذا التفسير عدد كبيرًا من أحاديث التفسير.
3- احتواء هذا التفسير على جملة كبيرة من أقوال الصحابة –رضوان الله عليهم- الذين هم أدرى الأمة بتفسير كتابها بعد رسول الله  والذين أخذوا التفسير من في رسول الله .
4- احتواء هذا التفسير على عددٍ وافر جدًا من أقوال التابعين رحمهم الله الذين تلقوا التفسير عن الصحابة رضي الله عنهم.
حيث روى الثعلبي تفاسير هؤلاء التابعين بإسناده إلى أصحابها في مقدمة كتابه، وفي ثنايا تفسيره أيضًا.
5- احتواؤه على أقوال أتباع التابعين ومن بعدهم من أئمة التفسير. وهذا الكم الهائل من مأثور أقوال الصحابة والتابعين ومن بعدهم، يُعتبر من أبرز ما تميَّز به هذا التفسير عن غيره من التفاسير، حيث جمع فأوعى، حتى غدا موسوعة في مأثور التفسير، قلما تجد كل ما فيه من الأقوال عند غيره. ولذا أكثر ما اعتمد عليه من جاء بعده في هذا الباب.
6- احتواء هذا التفسير على عدد كبير جدًا من القراءات القرآنية، التي قلَّما توجد بهذا الكم في تفسيرٍ آخر. حتى اعتمد عليه كثير من المفسَّرين الذين جاؤا بعده.
7- ومن أعظم ما يميَّز تفسير ((الكشف والبيان)): أنه من كتب الرواية بالإسناد. حيث يروي مؤلفه الثعلبي المرويات بإسناده الخاص به عن شيوخه إلى منتهاه. ولا يقتصر في روايته على الأحاديث، بل يروي أقوال الصحابة، وأقوال التابعين، ومَن بعدهم، حتى إنه يروي أقوال بعض المفسرين، بل يروي أيضًا بإسناده بعض الشواهد الشعرية.
وهذه ميزةٌ لم يشاركه فيها إلا قليلٌ من المفسرين، وأكثر هؤلاء لا تجد الرواية عنده بمثل سعتها في ((الكشف والبيان)).
8- يعتبر ((الكشف والبيان)) مرجعًا هامًا لمرويات أسباب النزول حيث ضم عددًا كبيرًا جدًا من هذه المرويات، مما جعل المؤلفين في هذا الفن يعتمدون عليه في ذلك. وأولهم تلميذه الواحدي، ومِن بعده الحافظ ابن حجر، وغيرهما.
9- احتواء هذا الكتاب على عدد كبير من علوم القرآن.
10- اعتماده على اللغة العربية في التفسير بكافة علومها، من نحو، وصرف، وبلاغةٍ، وأدب، وشعر. ونقل أقوال علماء اللغة، والمسائل اللغوية، وأكثر من الاستشهاد بالشعر حتى ضم عددًا كبيرًا من الشواهد الشعرية.
11- عرضه للمسائل الفقهية، ونقله لمذاهب الفقهاء وأقوالهم، وأدلتهم.
12- ومن المزايا الهامة لهذا التفسير حفظه لكثير من الكتب المفقودة، وإثبات نسبتها، وروايتها بالإسناد إلى مؤلفيها. حتى أصبح هذا التفسير من مصادر توثيق هذه الكتب. 
13- جمعه بين الرواية والدراية في التفسير، وجمعه بين التفسير بالمأثور والتفسير بالرأي.
14- حسن أسلوب المؤلف وطريقته في تفسير الآية، وعرضه المنظَّم لما يتعلق بتفسير الآية من مسائل، وأقوال، وقراءات، وغيرها.
15- كثرة مصادر الكتاب، وأصالتها وتنوعها، مما كان له أكبر الثر في إثراء المادة العلمية للكتاب.
16- تقدمه على كثير من كتب التفاسير، واعتماد كثير ممن جاء بعده عليه، حيث استفاد منه علماء عصره كالواحدي، وامتد أثره على غالب التفاسير التي جاءت بعده بقرون، مما يؤكد أصالة هذا الكتاب وتميُّزه.