В 1835 году совместно со своим учеником Г. Валентином описал мерцательное движение волосков эпителиальных клеток яйцевода и дыхательных путей млекопитающих. Им описаны также спиральные выводные пути потовых желез, микроскопическое строение хряща кости, кожи, тканей зуба, кровеносных сосудов, мышц сердца, нервной ткани и т.д.
В результате детальных исследований клеточной («зернистой») структуры различных тканей животного организма Пуркине в 1837 году подошел очень близко к формулировке клеточной теории; сделал предположение об общности в структуре растительных и животных клеток, что свидетельствовало о единстве материального мира. Впоследствии немецкий ученый Теодор Шванн (1810-1882 гг), ученик И.П. Мюллера, доказал клеточное строение животного организма, в том числе и человека.
Ян Пуркине ввел в биологию в 1839 году понятие «протоплазма»; внес вклад в изучение клетки и микроструктуры тканей. Так, он открыл нервные клетки и сделал описание их структуры. Благодаря его исследованиям открыты особые волокна проводящей системы сердца, выполняющие важную роль в возникновении и проведении процессов возбуждения в сердечной мышце. Теперь эти волокна носят его имя.
Мы подошли теперь к самым интересным событиям. Среди врачей, производивших опыты на себе, Пуркине сделал наибольшее число таких экспериментов. Он хотел выяснить действие веществ, известных как лекарства, или веществ, которые считал пригодными в качестве лекарств. Пуркине описал, как испытывал вещества на себе: «На третьем году изучения медицины, когда профессор Ваврух читал нам лекции о лекарственных средствах, я решил испытать на себе действие различных лекарственных средств. Возможности для этого были, так как я пользовался свободным доступом в аптеку магистра Гелли, с сыном которого вместе учился и дружил. Я хорошо знал, где лежат запасы аптеки, и мне разрешалось иногда брать некоторое количество того или иного лекарства. Таким образом, у меня дома появился ряд бутылочек с различными, хорошо пахнущими веществами, которые я пытался определить даже в темноте. Я тогда испытывал на себе действие слабительных средств: ревеня, манны, различных солей, александрийского листа, корней ялапы; затем исследовал некоторые рвотные средства. Путем самонаблюдений я установил большое различие между алкоголем и эфиром. Последний вызывал у меня весьма приятное легкое опьянение… далее
М.С. Шойфет, «Сто великих врачей»