Estas células son algunas de las neuronas más grandes encontradas en el cerebro humano (las células Betz son las más grandes),[1]​ y se ramifican construyendo un intrincado y denso árbol dendrítico caracterizado por tener espinas dendríticas.

Estas fibras paralelas tienen sinapsis excitatorias más débiles (glutamatérgicas) hacia las espinas en la dendrita de la célula de Purkinje, mientras que las fibras trepadoras que se originan desde el núcleo olivario inferior en la médula oblongada y el tronco encefálico proveen un poderoso estímulo excitatorio a las dendritas cercanas y al soma celular.

Las células de Purkinje envían proyecciones inhibidoras hacia el núcleo cerebelar profundo, y constituyen la única salida para toda la coordinación motriz en la corteza cerebral.

En humanos, las células de Purkinje son afectadas por una variedad de enfermedades que varían desde exposición a sustancias tóxicas (OH, litios) hasta las enfermedades autoinmunológicas y mutaciones genéticas (ataxia espinocerebelosa, ataxia por gluten, enfermedad de Unverricht-Lundborg y autismo) y enfermedades neurodegenerativas que no se pensaba que tenía una base genética conocida (atrofia del tipo cerebral de sistema múltiple, ataxias esporádicas).

[5]​ Un diagnóstico precoz y el tratamiento temprano con la dieta sin gluten permiten la estabilización e incluso la completa recuperación.

En equinos parecen verse afectadas en un desorden del movimiento llamado shivers o shivering.