По утверждению Ф. В. Марпурга, Кирнбергер в 1739—41 годах учился в Лейпциге у И. С. Баха, которого считал крупнейшим немецким композитором. Добивался публикации хоральных обработок Баха, о которых в письме лейпцигскому издателю Брейткопфу писал так:
Эта публикация хоралов в четырёх томах под редакцией Кирнбергера (с предисловием, написанным К.Ф.Э.Бахом) была осуществлена после его смерти, в 1784-87 годах.
Собрание баховских хоральных обработок для органа BWV 690–713a ныне известно как «кирнбергерово».
Автор 8 научных и музыкально-педагогических трактатов, а также многих музыкальных статей в знаменитом словаре И. Г. Зульцера «Общая теория изящных искусств». Основной труд Кирнбергера, двухтомный «Kunst des reinen Satzes in der Musik», посвящён технике современной музыкальной композиции. В центре внимания автора гармония и контрапункт; в книге также рассматриваются виды фактуры, типы развёртывания мелодии, основы музыкального метра, обсуждаются проблемы строя и темперации. Разработал 3 темперации, из которых наибольшую известность приобрела третья (так называемая «кирнбергерова»).
Написал 10 флейтовых сонат (наиболее популярна соната es-moll), 10 трио-сонат и другую камерную музыку. Автор ряда сочинений для органа, в том числе прелюдий, вариаций и других обработок хоралов.