Впервые в мире Буринский обратил внимание на возможность с помощью фотографии, процесса делать различаемыми световые оттенки (контрасты), недоступные непосредственному зрительному восприятию, разработав способ огромного повышения контраста, названный им цветоделительной фотографией. Метод Буринского заключался в многократной съемке исследуемого объекта на коллодионные пластинки, контраст которых дополнительно усиливался проведением второй половины экспонирования с желтым или красным светофильтром и химической обработкой. Полученные таким образом одинаковые негативы особым способом снимались со стекол и весьма точно совмещались на новой общей подложке, после чего с них получали либо окончательный позитив, либо аналогичные негативам промежуточные позитивы, вновь подвергавшиеся совмещению, и так далее до получения четкого изображения. Пользуясь таким весьма эффективным, но очень кропотливым и трудоемким методом фотографирования, Буринский достигал выявления исключительно тонких контрастов. С помощью многократного усиления контраста изображения (до 1000) ему удавалось выявлять и читать едва заметные и даже совершенно невидимые тексты.
В 1889 году Буринский, будучи судебным экспертом, с помощью своего изобретения обнаружил текст, находившийся под чернильным пятном. Этой экспертизой датируется возникновение судебной фотографии. В том же году он организовал в помещении Петербургского окружного суда фотографическую лабораторию. Она была небольшой, не имела даже отдельной комнаты и размещалась в коридоре помещения, занимаемого судебными следователями. Однако несмотря на неподобающие условия работы, сравнительную бедность оборудования, принадлежащего лично Буринскому, его исследования отличались высоким качеством. В 1892 году, благодаря работам Буринского и его выступлениям в печати, судебное ведомство официально ввело в Петербурге квалифицированную фотографическую судебную экспертизу, организовав лабораторию судебной фотографии.
В 1894 году, по предложению Петербургской Академии наук Буринский занялся раскрытием текстов на сильно истлевших кожаных документах 14 века, обнаруженных в 1845 году в медном сосуде, заполненном водой, при строительных работах в Московском Кремле. Над расшифровкой надписей бились ведущие ученые того времени, но тщетно. Через год документы признали нечитаемыми и сдали в Московский государственный архив и лишь спустя 50 лет о них вспомнили и вновь решили исследовать. За полгода Буринскому удалось прочитать все тексты и зафиксировать их на фотопластины. После блестящего решения этой задачи Буринский доказал также полезность своего метода в спектральном анализе, микрофотографии и других областях. За эти работы Академия наук в 1898 году присудила ему премию имени М. В. Ломоносова.
Кроме того, Е. Ф. Буринский стоял у истоков отечественного почерковедения. Он является автором оригинальных трудов по криминалистике и судебной экспертизе (в том числе «Записка об усовершенствованиях, достигнутых в фотографии», 1896; «Судебная экспертиза документов», 1903).