童能灵深感连城深山僻壤，交通闭塞，信息不通，见闻不广，在学术研讨进展和成果方面，与中原一带相比，相形见绌。他先到金陵（今南京）考察前朝遗迹，后到福州的鳌峰书院就读。雍正九年（1731年），时任福建巡抚赵国麟（山东泰安人）在鳌峰书院讲学，与童能灵相见恨晚，他将童能灵列于学生的首座，相与议论，轰动一时。同在书院修习的学子有与童能灵年纪相仿的，都以晚辈自居。其中，漳州曾为谦、建宁李钟芳、清流伍文运等同辈人甚至还拜其为师。
为求朱子遗书，童能灵还带着弟弟童能良、嗣子童祖创、孙童崐宗、童仑宗、童峤宗一同到闽北访武夷精舍（又称紫阳书院、武夷书院、朱文公祠），研习朱子理学长达三年。期间，童能灵细致地研究了南宋时期朱熹、黄榦等撰写的《仪礼经传通解》及河洛易、乐律等，把握家礼、乡礼、学礼、邦国礼、士冠礼、祭礼等各种礼仪规范，探索河图洛书易经和乐律的精粹。童能灵还深入研究元代许衡的《鲁斋集》和《授时历》。此次研学经历，被他记载于《谒朱子精舍》诗二首中。《谒朱子精舍·其一》记载了他研学时的心情：“寒泉北面抠衣肃，庭草春风拜手芬；幸读遗文今就绪，长歌招隐出岩云。”而《谒朱子精舍·其二》写道：“孝友由来声利外，圣贤全与水云惺；寒栖馆内饶余地，大隐屏前且带经。”大赞武夷精舍的寒栖馆藏着丰富理学文化，保存着珍贵的朱子理学经书。
从武夷精舍回连城后，童能灵彻底放弃科考，在家乡潜心研学和教授学生。雍正十二年（1734年），童能灵看到冠豸山上群峰左迴高耸，山下文川九曲奔流，上有凌虚之顶的灵芝峰和五老峰，下有甘甜清冽金字泉水，于是在五老峰下的李氏修竹书院旁结草庐三间，名曰思庐。思庐仿朱熹武夷精舍的样式而建，奉祀朱熹像于居中一间。童能灵还把武夷山带回的茶树苗栽种在旁边，待新芽茁发后摘取，以武夷岩茶的制茶法制之，风味与武夷岩茶一样，清香满室，回味甘醇。童能灵在冠豸山筑庐与栽种武夷茶树的经历，被记载在他写给挚友雷鋐（宁化人，在乾隆朝任左副都御史）的《四与雷宫詹贯一书》中。
冠豸山童能灵书斋思庐旧址（砚池花圃一带，李元杰 摄）
在冠豸山下，童能灵与“孤馆寒灯”相伴，潜心治学十余年，虽清贫困顿，但钻研古代名家巨著，“商订旧学”，从不懈怠。雍正十二年（1734年）冬，东宫詹事府太子詹事雷鋐（宁化人），到童能灵学馆拜访并悉心讨论，时学馆北面墙壁被大风刮破，寒风凛冽，童能灵以草荐障之。雷鋐感叹他贫中有乐，佩服其专心治学之毅力。两人在孤馆中手举寒灯，商研学问，日夜不知疲倦。
乾隆六年（1741年），连城知县秦士望（安徽宿州人）一到任，就向当地乡贤咨询童能灵情况。秦士望还专程到冠豸山上拜访童能灵，论列经典，相谈甚欢。乾隆九年（1744年），兵部尚书王安国（江苏高邮人）对童能灵撰写的《子朱子为学次第考》大为赞赏。福建巡抚周兴健（江西新建人）在其任上到汀州视学，阅读童能灵著述，深为契赏。
童能灵的学问传承自濂洛关闽学派，“濂”指濂溪周敦颐，“洛”指洛阳程颢﹑程颐，“关”指关中张载，“闽”指福建朱熹，濂洛关闽学派为公认的儒学后源、理学正脉。童能灵的著述甚多，对理学的学习研究极为深刻、见解独到。他提出“以道自任者，一身之事，而其道则天下之道”，用以告诫学子，谨守治学之道、为民之道、治国之道并将之发扬光大，使之成为天下读书人都共同遵守的“天下大道”。
童能灵治学成果颇丰，一生著书三十多种，其中，《理学疑问》《周易剩义》《乐律古义》《子朱子为学次第考》等书，在其生前已刊行于世。其父亲童正心所著的《留村礼意》一书，童能灵为其补释后，分《周礼分释》《仪礼分节》《礼记分释》三种成书，其生前均未刊印。乾隆元年（1736年），乾隆皇帝命总理事务王大臣等设馆纂修《三礼》（《周礼》《仪礼》《礼记》）义疏，并下诏各地向朝廷报送学者研究《三礼》的学术成果。连城县将童能灵补释的《周礼分释》《仪礼分节》《礼记分释》逐级上送到三礼馆供选用。此外，《大学说》《中庸说》《格致录》《五伦说》《五行解》《九卦说》《天五地六解》《洪范剩义诗》《诗大小序说》《风雅颂编次》《周子正蒙说》《张子正蒙说》《朱陆渊源考》《阳明要书评》《系辞上传说》《中天河洛太极辨徵》《邵子经世数辨》《蔡氏皇极数辨》《蔡氏律吕新书辨》《太宰九两系民说》《清时新语辑要》《留村家学述》等遗稿，在童能灵生前也未得刊印。
童能灵《冠豸山堂文集》
乾隆二十二年（1757年），童能灵嗣子童祖创将其中的《格致录》《五伦说》《九卦说》《天五地六解》《诗大小序说》《朱陆渊源考》《太宰九两系民说》等著作和童能灵往来书信、诗词等编汇成册，名曰《冠豸山堂文集》，该书至今仍存于世。
