1918 年，陶然士進入岷江上游的羌族地區進行傳教和田野調查。據《汶川縣志》載：“民國九年（1920年），英國愛丁堡大學教授托倫士（即陶然士），群眾稱為陶牧師，在縣城綿虒建立福音堂傳教。”每年七八月，陶然士就會在羌族地區開展傳教旅行，因此，他對羌族有了深刻的認識。

　　在田野調查的基礎上，結合相關文獻資料，陶然士認為川西的羌族山區就像“巴勒斯坦或中東，因為建筑是如此的相似”，平頂石頭房和高塔“讓人聯想起這樣形式的房子從小亞細亞，跨越北印度和中亞，再從甘肅到達華西的傳播路徑”。密密麻麻沿山脈而建的寨子，“其外觀很像擴大了若干的中世紀城堡”，此景此物似乎“使人回到了大主教時代”。他認為羌族女子發飾上的銀圈讓西方女性的頭飾“在后面掉了一大段路，沒有一個歐洲人能描繪出它的天然動人處，只有心愛的情郎用他的熱忱才欣賞得出來”。

　　1920年，陶然士出版專著《羌族的歷史、習俗和宗教》，較為系統地闡述他對羌族歷史、習俗和宗教的研究。陶然士諳熟西南方志等地方文獻，并對川、黔、滇的少數民族文化頗有興趣。他認為最早進入四川的并不是漢族人，“漢人是較后才逐漸占領大部分四川的，而且至今仍然有大量非漢族的殘余居住在這里。”他所關注的羌族就是其中之一。陶然士認為，“即使這些非漢族的后代們，在今天因為環境的限制，相較于他們的‘領主’更貧困，但他們仍然具有吸引力。沒有人會瞧不起一片美麗的陳舊的瓷器，即使它的顏色可能暗淡，或邊緣有裂痕，或者被釘上鉚釘以防脫落。每一個種族都代表它自己的古老文明，即使他們早期的藝術、技能在漢人的侵犯浪潮中淹沒遺失，但總有一種美和價值保留下來”。應當說，陶然士只看到了羌族與漢族的差異，卻沒有看到羌族與漢族在文化和習俗等方面的融合與相互借鑒。

　　因為和羌族的交往較多，陶然士開始關注羌族的族源問題，并因此得出在他自己看來是十分重大的發現。陶然士在《羌族的歷史、習俗和宗教》一書中認定羌族是土著居民，并從文字學的角度進行分析，認為“羌”的漢字結構已表明“他們原來即是牧人或農民”，占據的領地“向西延伸至岷山，還遠至可可羅”，因此，羌族應當屬于漢文獻中的西戎。

　　1930年，陶然士在《工作在羌人部落》一書中又提出羌族與猶太人之間存在一定的關系。他認為：“他們可能是被稱為‘失落的十部落’的那一種……他們在宗教的各個方面都是猶太人，除了名字以外。”進而，陶然士推論出“羌人不是蒙古族起源……他們是來自小亞細亞的早期移民。”

　　1934年，陶然士在《羌族宗教的原始靈性概念》中進一步確認羌族源自猶太人的觀點：“在我在四川西北羌族部落的調查工作中，我早就得出兩個結論：一是羌族原本來自小亞細亞的某個地方，二是他們‘舊約’形式的宗教代表早期的族長制類型。”陶然士認定羌人在“華西種族中是猶太人的一支。即使他們的血液里已經混合了漢人的血液，也難以掩蓋這一點。他們有自己獨特的相貌、生活方式和宗教信仰，使得他們與其他種族明顯不同”。1939年，陶然士發表《猶太人的移民：以色列人在中國》一文，將羌族乃猶太人后裔的看法予以闡釋。

　　羌族源自猶太人的觀點，并沒有得到公認。陶然士的朋友，美國傳教士、學者葛維漢曾進入岷江上游的羌族地區進行調查。在實地調查之后，結合中文文獻，葛維漢撰寫了《羌族的習俗與宗教》，在文中對陶然士的觀點予以了反駁。他認為，“羌族的體質特征沒有一條能夠從體質人類學的角度說明他們是猶太人的后裔……歷史、語言、習俗和體質特征這些證據說明了羌族屬于藏緬支系”，并且“漢族是非常注重歷史記憶的民族。他們寫下了成百上千的史書和地方志……對于以色列這樣一個大的族群遷徙到中國不可能不記載到史書中，在中國的歷史文獻中沒有這樣的資料，而種種跡象表明，羌人最早是從中國的東北部向西遷的”。

　　此外，陶然士還從宗教文化的角度繼續論證他的觀點。在他看來，羌族宗教習俗幾乎都與《舊約》記載或西亞的某些宗教習俗相關。他認為羌族是一神論者，不崇拜偶像，如同遵守十誡的猶太人，只以白紙與白石來代表神。“上帝是圣潔的，而白石神是人類得救和祈福的根源，這就構筑起了羌族信仰之基本的真理。”羌族在高山上進行的祭祀活動、相關的神樹信仰、以石頭堆成的祭壇，都被陶然士視為與古猶太人的宗教信仰傳統有關，或是有其《圣經》記載根源的習俗。陶然士還認為羌族宗教職業者端公是上帝派來的除罪使者，由端公所主持的殺羊祭山的還愿活動是除罪救贖的習俗。這個觀點同樣遭到了葛維漢的否定。他認為：“羌族人不是一神論者，而且歷來都沒有確切的證據證明一神論存在過。”葛維漢還列舉了羌族的5個大神、12個小神和一些地方神來支持自己的觀點。之后，國內一些學者，如莊學本、胡鑒民等，也都認為羌族是多神信仰。