Dzięki wyrazistej stylizacji rzeźb Ambroziak należy do najbardziej rozpoznawalnych polskich artystów. Konsekwentnie posługuje się figurą człowieka o grubo ciosanej sylwetce i nieproporcjonalnie dużej głowie z "murzyńskimi" rysami twarzy. Postacie Ambroziaka mają krótkie nogi, wydłużony tułów i długie, jakby małpie ręce. Są do siebie bardzo podobne, można w nich wyodrębnić najwyżej dwa lub trzy bardziej zróżnicowane w formie typy figur. Artysta poddaje je groteskowej deformacji, przez co stają się wręcz prowokacyjnie brzydkie, ale emanują specyficznym urokiem prymitywów.
Kształt moich rzeźb – opowiada Ambroziak – to efekt kilkuletnich poszukiwań formy, która najlepiej odpowiadałaby mojemu temperamentowi. Poszukuję w człowieku elementów pierwszych, dlatego zwracam się ku religijnym kulturom ludowym i pierwotnym – afrykańskim czy amazońskim, ale równocześnie czerpię z kultury masowej: komiksu i filmu animowanego. Rzeźba dziś zatraciła ducha, ja próbuję go wskrzesić, odnaleźć w niej emocje. Moich postaci nie traktuję tylko jako rzeźbę, to mój język, rodzaj teatru, sposób komunikowania. To bliższe szamanizmowi.
Korzenie twórczości Ambroziaka sięgają fali Nowej Ekspresji, która była w schyłkowej fazie, gdy kończył akademię. Jako młody artysta tworzył wyraziste rzeźby figuratywne z tradycyjnego materiału – drewna. Charakterystyczny dla jego ówczesnych prac uproszczony sposób kształtowania sylwetki ludzkiej, surowa obróbka drewna i pokrywanie go farbami, często o barwie cielesnej, przywodzą na myśl twórczość jednego ze sztandarowych reprezentantów Neue Wilde, Georga Baselitza, który zainicjował nurt określany terminem "rzeźby malarskiej".
W drewnianych figurach Ambroziaka można również dostrzec powinowactwa z rzeźbami jego nauczycieli, Antoniego Rząsy i Stanisława Kulona, operujących stylistyką ludową i archaizującą. Co więcej, kompozycje niektórych postaci niosą w sobie echa i podobieństwa do starożytnych rzeźb greckich. Sam artysta mówi o swoich dziełach "Minotaury" – humanoidalne postacie o anonimowych twarzach.
Dyplomowa praca Ambroziaka, Kuszenie św. Antoniego, wzbudziła na uczelni duże kontrowersje. Władze akademii podczas prezentacji dyplomów kazały przesunąć ją w mniej eksponowane miejsce. Jest to grupa rzeźbiarska o ponad dwumetrowej wysokości, przedstawiająca wygiętą do tyłu postać kobiety, która chwyta za kolana stojącego nad nią mężczyznę, jakby chciała, aby uklęknął i jednocześnie chwyta ustami jego ponad naturalnej wielkości fallusa. Mężczyzna odchylony jest do tyłu, w geście wzbraniania się przez aktywnością kobiety. W jednej ręce trzyma wyciągnięty w jej stronę krucyfiks, a drugą zasłania oczy. Interpretacja tradycyjnego przedstawienia religijnego, jaką przyjął Ambroziak, podkreślała cielesną relację i złożoność dramatu kuszenia św. Antoniego.
W 1990 roku powstała rzeźba Szczepan, poświęcona ofiarom AIDS. Ta bardzo ekspresyjna w wyrazie praca emanuje bólem i rozpaczą istoty ludzkiej przepełnionej bezsilnością wobec dramatu choroby. Na przykładzie takich rzeźb, jak Kuszenie czy Szczepan widać, że artysta doskonale opanował "akademicki" modelunek postaci i potrafi swobodnie operować klasyczną formułą nawet, gdy poddaje figury ludzkie deformacji.
Do połowy lat 90. Ambroziak tworzył rzeźby inspirowane ikonografią sztuki sakralnej, aktualizując tematy ze Starego i Nowego Testamentu (m.in. cykl Piet, Ofiara Izaaka, Powrót syna marnotrawnego, Adam i Ewa). W tym też czasie pojawiły się w jego twórczości wątki mitologiczne i wywiedzione z historii, czytelne m.in. w takich pracach jak Jeździec polski (1991-93) czy Polski Übermensch (1989). Ta ostatnia jest, według Jolanty Ciesielskiej:
dojrzałą, ironiczną i bardzo ryzykowną odpowiedzią Ambroziaka na problem posłannictwa i cierpień ofiar ideologicznych. Hieratyczny pion umęczonego bohatera załamuje się gwałtownie w okolicy szyi. W karku tkwi wbity nieznaną ręką sztandar. Problem ideologizacji i dezideologizacji jako protest jednostki wobec przemożnego wpływu polityki na jego indywidualne życie stanowił i nadal stanowi ważne zagadnienie w postmodernistycznej wykładni sztuki.
Pozbawione najczęściej odniesień do konkretnych postaci humanoidalne figury nie odnoszą się do spraw indywidualnych ludzi, odsyłają raczej do problemów uniwersalnych, doświadczeń przynależnych człowiekowi jako takiemu lub całym formacjom społecznym. Stąd w pracach artysty z lat 80. i 90. znaleźć też można wiele nawiązań do polskiej współczesności, często krytycznych w wymowie (Polish Übermensch, Jeździec polski).
Charakterystyczną cechą rzeźb Ambroziaka jest kontrast między schematycznym traktowaniem plastyki postaci, nawiązującym do estetyki ludowych świątków lub afrykańskich posążków, a bogatą ekspresją ich ruchu i gestu. Ciała rzeźbionych przez artystę figur mają w sobie olbrzymi ładunek treści emocjonalnych. Ekspresję tę wzmaga jeszcze fakt pozbawienia postaci indywidualnych rysów twarzy, przez co wyrażana przez nie rozpacz, wrogość, czułość lub radość staje się czystą emocją, z którą każdy jest w stanie się identyfikować.
Pozy, gesty i ruch wpisane w dzieła Ambroziaka najlepiej dają się odczytać w kompozycjach grup rzeźbiarskich – często są to dwie figury skonfrontowane ze sobą w dialogu prowadzonym poprzez mowę ciała (Kobieta i mężczyzna, 1999; Mężczyzna niosący kobietę, 1999; Wszystko, co najważniejsze, wszystko, co najpiękniejsze, 2000). Artysta tworzy też kompozycje z udziałem wyrzeźbionych postaci, umieszcza w przestrzeniach galerii nawet po kilkanaście figur uwikłanych ze sobą w sieć relacji. Są to już niemal całe rzeźbiarskie "społeczności", za pomocą których twórca buduje instalacje lub sceny kojarzące się ze spektaklem teatralnym, jakimś rozgrywającym się dramatem. Postacie tego spektaklu stoją, siedzą, leżą, patrzą na siebie, a widz wyczuwa między nimi niepokojące napięcie. Są wśród nich także mniejsze figury, być może przedstawiające dzieci albo lalki, o wyraźnie zaznaczonych genitaliach, tak jak to ma miejsce w przypadkach postaci dorosłych.
W ostatnich latach tworzywem rzeźb Ambroziaka jest głównie silikon. Artysta używa go w stonowanych barwach, najczęściej zielonej, szarej, białej i różowej, zawsze jednolitej. Silikonowe odlewy mają wyraźnie zaznaczone spoiny łączeń. Artysta często podmalowuje postaciom usta lub zaznacza farbą inne fragmenty ciała. Miękki i cielesny silikon jest materiałem nowoczesnym, przez co figury Ambroziaka dużo wyraźniej odnoszą się do współczesności i "opowiadają" o tym, co wspólne ludziom żyjącym tu i teraz. Jest to inny rodzaj uniwersalizmu, niż ten reprezentowany przez drewniane rzeźby – akcent położony tu został na samotność i wyalienowanie.
Silikon, w przeciwieństwie do drewna i brązu, jest tworzywem sztucznym. Owa sztuczność też wpływa na interpretację rzeźb Ambroziaka: jego postacie mogą symbolizować istoty, które utraciły swoją pierwotną naturalność. Silikonowe figury stylizowane są podobnie jak drewniane, wyglądają tak samo groteskowo i nieporadnie na skutek specyficznej deformacji ciała i rysów twarzy. Zniknęła tu jednak chropowatość i toporność wcześniejszych prac, którą zastąpiła cielesna miękkość nowego tworzywa. Sprawia to, że odlewane z silikonu postacie Ambroziaka paradoksalnie wydają się sztuczne, a zarazem bardziej żywe, jakby były nową generacją ludzi. Może dlatego widz czuje się dość nieswojo w przestrzeniach wypełnionych człekopodobnymi figurami w różowych, zielonych i białych kolorach. W instalacji zatytułowanej Niewiniątka (2007) artysta przedstawił obok dorosłych istot także silikonowe dzieci. Wszystkie miały wyraźnie zaznaczone organy płciowe, a niektóre z małych postaci także pomalowane na czerwono usta.
Wcześniej w moich pracach nie pojawiało się dziecko, teraz chciałem zwrócić uwagę na piętno, jakie wywierają dorośli na małych niewinnych istotach, na nadużycia, przemoc, wykorzystywanie seksualne, aborcję – mówi artysta.
Z inicjatywy Wielkopolskiego Towarzystwa Zachęty Sztuk Pięknych w poznańskim Parku Sołackim stanęła w 2008 roku rzeźba Sylwestra Ambroziaka Dwie kobiety. Wykonana z betonu wzmocnionego szklanym włóknem przedstawia dwie nagie, zwrócone do siebie, siedzące na ziemi kobiety, które zamiast ludzkich twarzy mają zwierzęce, małpie pyski. Praca ta wywołała ze względów estetycznych wiele kontrowersji wśród mieszkańców.
W instalacji z 2010 roku zatytułowanej Pokój Ambroziak wykreował przestrzeń wypełnioną osamotnionymi, pozbawionymi więzi rodzinnych istotami – silikonowymi maluchami. Nawiązał w tej pracy do jednego z palących problemów społecznych w Polsce, dedykując pracę tzw. eurosierotom – dzieciom, których rodzice wyjechali z kraju w celach zarobkowych.
Prace Ambroziaka znajdują się m.in. w kolekcjach Muzeum Sztuki Współczesnej w Radomiu, Muzeum Okręgowego w Toruniu, Muzeum Rzeźby Współczesnej CRP w Orońsku, Muzeum Akademii Sztuk Pięknych w Warszawie, Muzeum Okręgowego w Bielsko-Białej, Centrum Sztuki Współczesnej Galeria El w Elblągu, Starego Browaru w Poznaniu, Galerii Miejskiej "Arsenał" w Poznaniu, Kunsthalle Exnergasse we Wiedniu, Galerii Promocyjnej w Warszawie, Fundacji Kultury w Warszawie, Kunstbahnhof w Herrnhut (Niemcy), Elbach/Eubabrun w Plauen (Niemcy) oraz w prywatnych zbiorach w Polsce, Austrii, Francji, Niemczech, Belgii, Szwajcarii, Wielkiej Brytanii, Kanadzie, Luksemburgu i Szwecji.