פוירשטיין ייסד שיטת הוראה. לבד מהספרים והמחקרים שלו ושל עמיתיו על אודותיה, התפרסמו עליה עשרות ספרים של חוקרים שאינם תלויים בו.[2] תוכניות החינוך המיוחד בישראל מושפעות משיטתו של פוירשטיין ותכניה נלמדים בארץ בחוגי ההוראה לחינוך מיוחד.
עבור עבודתו זכה פוירשטיין ב-1992 בפרס ישראל למדעי החברה ופרס יקיר העיר ירושלים לשנה זו. ספרו של פוירשטיין "ילדי המלאח: הפיגור התרבותי אצל ילדי מארוקו ומשמעותו החינוכית" (תשכ"ג) זכה לימים לביקורת רבה ופוירשטיין עצמו, בסמוך לקבלת פרס ישראל, ביקש להתנער מההיבטים המוצגים בו.
על פי פוירשטיין, בספרו "האדם כישות משתנה", שיטותיו פותחו על בסיס רעיוני, שהוא שכלול של תורתו של ז'אן פיאז'ה. פיאז'ה, שהיה מאבות הפסיכולוגיה הקוגניטיבית ההתפתחותית, ראה בהתפתחות החשיבה מרכיב מכריע בהתנהגותו ותפקודו של האדם. זאת בניגוד לפסיכואנליטיקאים, שראו בדחפים הייצריים כגורם המרכזי להתנהגות; ובניגוד לביהייביוריסטים, שדגלו בהתעלמות מכלי החשיבה האלה. פוירשטיין הוסיף לתאוריה, לצד כלי החשיבה בהם דן פיאז'ה, את כלי ההדרכה של החברה האנושית. הוא טען כי מרבית הידיעות וכלי החשיבה של האדם לא מוקנים לו בהתפתחות ביולוגית בלבד, אלא במסירה מכוונת - הוראה, ולכן שיטותיו נועדו לשפר את יכולת החשיבה על ידי שיפור ההוראה. לטענתו יכולים אנשים רבים, כולל אנשים עם מוגבלות קוגניטיבית, להגיע להישגים אינטלקטואליים גבוהים בהרבה מאלו שמרבית הפסיכולוגים ואנשי החינוך מצפים מהם, וזאת בעזרת הוראה נכונה.
שתי התאוריות המרכזיות שפיתחו פוירשטיין ושותפיו הן תאוריית כושר ההשתנות הקוגניטיבית-מבנית (SCM) ותאוריית ההתנסות בלמידה המתווכת (MLE). התאוריות באות לידי ביטוי, בעיקר בעידוד הדרכת הורים ומורים לשיפור ההוראה המתווכת, בשיטת האבחון הדינמי להערכת קלות הקניית השינוי באדם, בתוכנית ההעשרה האינסטרומנטלית (FIE) ובהדרכה בעיצוב סביבות המאפשרות שינוי. כל השיטות נגזרות מהעיקרון המרכזי, המדגיש את אפשרות ההשתנות של האדם, בכל גיל ומצב מנטלי, בתגובה למצב או גירוי חדש הדורש שינוי כזה וללא תלות למה שהביא אותם למצבם הנוכחי.
הוראה מתווכת - המורה אינו מקור החומר אלא מדריך חיפוש החומר ומדריך ההתמודדות עמו.
על המורה להפגיש את התלמיד עם מקורות הידע וההתנסות (למשל, להציג דגם של משאבת מים); לעזור לו להתמקד בעיקר (למשל לומר "שים לב מה גובה המים לפני פעולת השאיבה ואחריה"); להסביר לו מדוע חשוב להבין את הידע ומה משמעותו מעבר לידע הנקודתי, כדי שהתלמיד יתגרה לחפש עוד יעד חשוב ומשמעויות; ולבסוף, תפקיד המורה הוא לחשוף בפני התלמיד את כלי ההוראה ("אני מדגיש בפניך את הנקודה העיקרית").
הוראה טובה צריכה להקנות לתלמיד כלי חשיבה (ומכאן שם השיטה "העשרה אינסטרומנטלית"; אינסטרומנט, פירושו כלי). כלי חשיבה אלה, אמורים להקל על התלמיד את המשך הלמידה, בתנאים וסביבות מרובים ומגוונים ככל האפשר. הם אמורים, למשל, להקטין את תלותו של התלמיד באיכות ההוראה ובעצם קיומה.
הימנעות מסביבות הוראה בעלות אוכלוסייה חד־גונית (רק בעלי לקות ספציפית או מוצא ספציפי או בעלי אוכלוסייה קבועה כל שהיא) ודלות גירויים, או דלות שינויים מתוך אמונה כי השילוב בחברה הוא גם מטרת החינוך וגם אמצעי חינוכי חשוב להשגת מטרה זו.
בניגוד למקובל במבחנים הפסיכומטריים הנפוצים (כגון מבחן מנת משכל), אסור אבחון יכולת הלמידה של האדם בעזרת בירור ידיעותיו העכשוויות. אבחון יכולת הלמידה חייב להיעשות תוך תצפית על הליך למידה. בשיטת האבחון של פוירשטיין, נבדקת רק בשלב הראשון, היכולת העכשווית לפתרון בעיות. בשלב הבא, הנבחן מקבל הדרכה ועידוד נפשי ללמוד. בשלב השלישי נבדקת יכולתו החדשה של הנבחן לפתור בעיות דומות לאלו שהוא נכשל בפתרונן קודם לכן. בשלב הרביעי, נבדקת יכולתו של הנבחן להשליך את ידיעותיו החדשות על בעיות פחות ופחות דומות לאלו שלמד לפתור זה עתה.
תוצאות האבחון מעידות על הכלים האינטלקטואליים שהנבחן שולט בהם היטב או שיש להקנותם לו, לדוגמה "ליקוי בהתנהגות מתכננת" וממליצות על שיטות הקנייה של כלים אלו.
פוירשטיין טוען כי מבחני מנת המשכל (IQ) המקובלים אינם מתחשבים בכך, ולכן פיתח מדד אינטליגנציה חלופי המודד גם משתנה זה ונועד להעריך את פוטנציאל הלמידה של הנבדק.
מכון המחקר
במכון שהקים ב-1965 ונקרא החל מ-1992 בשם "מרכז פוירשטיין לקידום כושר הלמידה", פותחו על ידו שיטות התערבות בחינוך. השיטות מיועדות לחינוך מיוחד כמו גם לשיפור החינוך לאוכלוסייה הכללית במסגרת החינוך הפורמלי ובמסגרות אחרות. שיטתו מיושמת, למשל, בקורסים להוראת אסטרטגיות למידה לסטודנטים ובמיזם "אמיר" בצה"ל. בבתי ספר של המנהל לחינוך התיישבותי, גני ילדים ואף בתוכנית "פוירשטיין באקדמיה". כיום נקרא המכון "מכון פוירשטיין".
במכון פוירשטיין מועסקים כ-150 איש ובו יש מספר אגפים; אגף החינוך המפעיל תוכניות בבתי הספר בישראל, האגף הבינ"ל הפועל בשיתוף גופים רבים בעולם, והאגף הקליני ומטופלים בו ילדים ואנשים מחוננים ואנשים עם צרכים מיוחדים. בין השאר מטופלים במכון נכי תנועה וחישה, לקויי למידה, אוטיסטים, נפגעי חבלה מוחית, בעלי לקות שכלית וקשישים. מטרתן העיקרית של כלל התוכניות, אשר נלמדות על ידי צוותים טיפוליים מרחבי העולם, היא בגישור על פערים קוגניטיביים. חוברות ההדרכה של המכון תורגמו לכעשרים שפות והודפסו גם בכתב ברייל.
פוירשטיין עמד בראש המכון מאז הקמתו ועד פטירתו בשנת 2014, מאז עומד בראש המכון בנו, הרב דר' רפי פוירשטיין.
האדם כישות משתנה - על תורת הלמידה המתווכת, ראובן פוירשטיין, אוניברסיטה משודרת / גלי צה"ל, הוצאת משרד הביטחון, 1998. ISBN 965-05-0936-4
פוירשטיין ר., מינצקר י., בן-שחר נ. (1993), מדריך להורים - התנסות בלמידה מתווכת, המכון למחקר הדסה-ויצו-קנדה, המרכז הבינלאומי לקידום כושר הלמידה, ירושלים.