Purkinjeve celice in mali možgani so skupni. Ti veliki nevroni se nahajajo v malih možganih, kjer pomagajo uravnavati motorično gibanje. V Purkinjevih celicah je veliko število dendritov, razporejenih v drevesno strukturo. Dendriti prejemajo informacije od drugih nevronov in dajejo navodilo celici, ali naj posreduje sporočilo drugim nevronom ali ne.
Mali možgani so razporejeni v več ravneh, pri čemer se Purkinjeve celice nahajajo na najgloblji ravni. Te specializirane celice prejemajo informacije z vseh drugih ravni in integrirajo vhod iz preostalih malih možganov. Purkinjeve celice so edini izhodni vir malih možganov. Med Purkinjejevimi celicami in malimi možgani obstaja pomembna povezava, saj te celice omogočajo, da to področje pošilja sporočila preostalim možganom.
Poleg usklajevanja informacij iz malih možganov Purkinjeve celice sprejemajo tudi signale iz drugih možganskih področij in hrbtenjače. Ti signali naj bi vsebovali senzorične informacije in signale načrtovanja motorja, ki bi lahko vplivali na gibanje motorja. Večina teh signalov je ekscitatornih, kar pomeni, da spodbujajo celico prejemnico, da prenese svoj signal. Purkinjeve celice pa prenašajo zaviralne signale, ki bi lahko dali namig o njihovi vlogi.
Natančen način, kako Purkinjeve celice in mali možgani delujejo skupaj, še ni popolnoma razumljen. Mali možgani lahko te celice uporabljajo kot nekakšen tolmač. Purkinjeve celice prejemajo neposreden in posreden ekscitatorni vnos iz možganskega debla, hrbtenjače in medule, vendar imajo zaviralni izhod. To dejstvo je raziskovalce pripeljalo do teoretizacije, da Purkinjeve celice uredijo to veliko količino informacij in jo integrirajo. Odstranjujejo hrup v ozadju in ostalim možganom pošiljajo razumljiva sporočila, ki vsebujejo le bistveno vsebino.
Namige o odnosu med Purkinjejevimi celicami in malimi možgani je mogoče najti s preučevanjem bolezni, ki prizadenejo te celice. Cerebelarna abiotrofija je bolezen, ki ubija Purkinjeve celice v času rojstva. Živali s to boleznijo kažejo pomanjkanje zavedanja položaja okončin pri hoji, neusklajeno gibanje, tresenje, težave z ocenjevanjem razdalje in nenormalno hojo pri hoji.
Nekatere bolezni, ki jih opazimo pri ljudeh, kot je Niemann-Pickova bolezen, lahko povzročijo podobne simptome. Ti posebni simptomi kažejo na Purkinjeve celice, ki integrirajo informacije v zvezi s prostorsko orientacijo telesa, nadzorom in koordinacijo motoričnih gibov ter relativnim položajem delov telesa. Purkinjeve celice in mali možgani zato sodelujejo pri zbiranju količine informacij in na podlagi teh informacij poučujejo telesu, kako naj uskladi gibe.