한반도에 자생하는 목본을 중심으로 임상상태, 생태적 특성, 분포지를 상세하게 기술했다. 나카이 교수는 이 연구를 수행할 당시 일본 군 소대 병력의 호위를 받았으며 조선인 노무자와 식량과 화물을 실어 나르는 소와 말까지 동원했다고 한다. 나카이는 당시 일본의 식민지였던 조선 반도 전역의 식물자원을 철저하게 파헤쳐 나갔다. 한반도에서 자생하는 한국특산식물 대부분은 그가 명명 발표한 것들이어서 학명 뒤에 나카이(Nakai라는 이름이 붙어 있다.
나카이가 한반도 식물과 인연을 맺게 된 것은 초대 일본공사를 지낸 하나부사야花房義質를 만나면서부터이다. 하나부사야는 한일합방을 주도한 후 한반도의 자원 수탈을 목적으로 나카이를 서울로 초대했다. 그리고 조선 총독부 촉탁교수로 임명하고 삼림자원에 대한 자문을 받았다. 하나부사야의 전폭적인 지원을 받은 나카이는 힘들이지 않고 한반도 식물을 조사 연구할 수 있었다. 그 결과를 갖고 1909년에는 《조선의식물상 (朝鮮 植物狀 Korean Flora》이란 논문으로 석사학위를 받았다. 이어 1911년에는 한반도 삼림식물을 조사 연구하여 동경대학에서 박사학위를 받았다.
식물학자마다 조금씩 다르긴 해도 대체로 한국을 대표할만한 나무로 구상나무를 꼽고 초본류는 금강초롱이라고 말한다. 금강초롱은 일본인 학자 우치야마(T. Uchiyama가 금강산에서 처음 채집하였는데, 나카이는 이 식물을 새로운 속으로 보고 하나부사야(Hanabusaya라는 속명(屬名을 붙여 주었다. 이렇게 하여 나카이는 자신에게 한반도 식물을 연구할 수 있도록 해 준 하나부사야에게 고마운 마음을 표할 수 있었다.
처음 조사의 목적이 식민지 내의 자원수탈에 있었지만 그의 학문적 업적을 모른 채 할 수는 없다. 그가 명명한 식물 중에는 개느삼, 만리화, 미선나무, 섬오갈피, 수수꽃다리, 개비자나무 등 수십 가지나 된다. 1977년에 펴낸 《조선삼림식물편(朝鮮森林植物編》 은 먼저 펴낸 《조선삼림식물朝鮮森林植物》을 2~3집씩 합본 형태로 묶은 책으로 본문 9권과 색인1권을 포
