Noreens doktorsavhandling, Fryksdalsmålets ljudlära (1877), var den första svenska dialektbeskrivningen grundad på vetenskapliga fonetiska principer. Han studerade 1879 i Leipzig, där han knöt förbindelser med junggrammatikerna. Deras inflytande kan spåras i hans språkhistoriska handböcker om fornisländska, Altisländische Grammatik (1884), och fornsvenska, Altschwedische Grammatik (1904). Noreen gav ut