Пуркіне клітинний шар складається з великої кількості (до п'яти тисяч) дрібних клітин (нейронів) діаметром приблизно 0,035 мм, розташованих тісними групами вздовж внутрішньої стінки шлуночків мозку – латерального та вентрального. Дані клітини немає відростків. Вважається, що цей шар став розвиватися пізніше від інших відділів мозку. За кількістю нейронів він значно поступається двом попереднім відділам. Дослідників зазвичай бентежить велику кількість клітин П. Тому виділяють окрему систему нейронів - колонки П. Це окремі циліндричні клітинні групи діаметром від 20 до 250 мкм. Вони відокремлені між собою нервовими міжмембранними просторами. Число клітин може досягати 30 і більше. При цьому вони мають однаковий розмір та форму. Тіла клітин межують лише з міжклітинними просторами. Відстань між нейронами – від 90 до 500 нм. Мієлінові оболонки нервових волокон розташовані дуже близько, часом впритул до клітин П. Міжклітинні простори густо іннервовані відростками цих клітин. Функціонально клітини П відносять до центрального відділу нервової системи. Розміри їх порівняно малі порівняно з клітинами Р. та М. нервових центрів. Клітинні тіла заповнюють тонкий шар ЦНС.