Один из самых своеобразных российских зодчих рубежа XIX — XX веков. Современников поражала широта и разнообразие архитектурных интересов Клейна. За четверть века он выполнил сотни проектов, возвел более сорока фундаментальных сооружений, различных по назначению и художественным решениям. Каждое из построенных Клейном зданий индивидуально по формам и отмечено художественным вкусом, вместе с тем выполнено в русле своего времени.
В постройках Клейна можно встретить стилизацию под древнерусское зодчество (Средние торговые ряды), и под средневековье (Трехгорный пивоваренный завод и особняк В. Ф. Снегирева), и готические мотивы (торговое здание «Мюр и Меррлиз»), и неокласcикy (Музей изящных искусств), и дань Ренессансу (храм-усыпальница в усадьбе «Архангельское»).
Клейн был в числе первых архитекторов московской школы, обратившихся к применению железных конструкций, бетона и стекла в общественных зданиях. Его поиски в области архитектурной композиции во многом близки поискам архитекторов нового стиля (модерн) и неоклассикам, хотя, строго говоря, его постройки нельзя отнести только к одному из этих направлений.
