Som forfatter utøvet Noreen en flersidig og i flere henseender banebrytende virksomhet. Til å begynne med viet han seg til studiet av svenske dialekter, som av ham for første gang ble behandlet ved hjelp av den nyere språkvitenskapens historiske og fonetiske hjelpemidler. Senere behandlet han oldspråkenes lydforhold i flere verker, særlig gjennom sine lærebøker. Den overveiende del av Noreens forfatterskap omhandler imidlertid nyere svensk språk. Som ordfører i Rättstavningssällskapet gikk han inn for forandringer av stavemåten i svensk.