這個思想實驗的標準內容是：一個被某個瘋狂科學家（或外星人、或人工智慧等）移出人體的大腦，被放在實驗室一個連接維生系統的桶子中，精密的電腦系統對其傳送各種刺激，為這顆腦建立虛擬實境的感知。例如，讓它相信自己正漫步在邁阿密海灘上，眼前有著一排樹。
這個概念在《駭客任務》（The Matrix）、《全面啟動》（Inception）及《啟動原始碼》（Source Code）等作品中都可以見到。我們無法肯定自己對外界的感知經驗為真，就像我們無法確定自己的意識不是來自一個「桶中之腦」。
普特南的論證則主張，一個語詞可以指涉一個物體，只在兩者具有適當的因果關係（appropriate causal connection）時才能成立。但當一個桶中之腦說「我的面前有一排樹」時，事實上它的面前並沒有樹。因為無法建構真實的指涉，所以這個命題必然為假，就像是「我們是桶中之腦」會是一個矛盾的命題。
普特南以能持續批判、改變自己的立場而知名，這一點在哲學與政治上都是相同的。但他從未向非理性主義（irrationalism）或懷疑論讓步，就像他一直是一名左傾的政治參與者。普特南相信理性運作的重要性，雖然這基於一個較為悲觀的信念：他認為人類有向懶惰、權威與壓力屈服的傾向，而哲學思考是我們對抗這些有害天性的重要工具。
"Hilary Putnam is not well known outside philosophy. He should be" https://t.co/wmxJfIjYcl #HilaryPutnam pic.twitter.com/kuId6ufiYh
— Prospect Magazine (@prospect_uk) 2016年3月14日
努斯鮑姆寫道，依循理性而活是困難的。依循教條總是比獨立思考來得容易。但普特南為後人留下了一個永遠樂於接受理性批判的模範。普特南在哈佛大學執教35年後，於2000年退休。身後留有妻子盧絲安娜（Ruth Anna Jacobs）、4名兒女及4名孫兒女。
