Komórki Purkiniego jako duże, wielobiegunowe neurony rozciągają się na wszystkie trzy warstwy. Ich silnie rozgałęzione w jednej płaszczyźnie dendryty znajdują się w warstwie drobinowej, perykariony tworzą warstwę zwojową, a akson biegnie do istoty białej móżdżku (do jądra zębatego, jądra czopowatego, kulkowatego i jądra wierzchu) poprzez warstwę ziarnistąhttp://nedo.gumed.edu.pl/wszpziu/skrypty/My%9Cliwski%20skrypt/Uk%B3ad%20nerwowy.pdf.
Aksony komórek Purkiniego to jedyne włókna, jakie opuszczają korę móżdżku. Natomiast do kory móżdżku docierają dwa typy włókien – pnące (rozpoczynające się w jądrze oliwki) i kiciaste (inaczej mszyste; rozpoczynające się w rdzeniu kręgowym i neuronach jąder mostu). Włókna pnące kończą się na dendrytach komórek Purkiniego, w warstwie drobinowej. Pojedyncze włókno pnące pobudza zaledwie kilka neuronów Purkiniego, ale jest to pobudzenie o niezwykłej sile. Połączenia włókien pnących z komórkami Purkiniego to jedne z najsilniejszych synaps w układzie nerwowym, a każde wyładowanie wywołuje pobudzający potencjał postsynaptyczny. Wyładowania te są rzadkie – 1/s. Wyładowania z włókien pnących nakładają się na pobudzenia pochodzące z włókien kiciastych, modyfikując ich oddziaływanie na komórki Purkiniego.