Jan Oort blev født den 28.April 1900 i landbrugsbyen Franeker i Holland. I en alder af 17 gik han ind på universitetet i Groningen og fik sin doktorgrad i 1926. Han modtog Bachiene Foundation-prisen (1920), foretog forskning ved Leiden Observatory (1924) og boede i udlandet som forskningsassistent ved Yale University Observatory (1924-1926).
i 1926 blev Oort instruktør ved Universitetet i Leiden, og året efter giftede han sig med Johanna M. Graadt van Roggen. De havde tre børn, sønner Coenraad og Abraham og en datter, Marijke. Oort blev professor i astronomi (1935) og direktør for observatoriet (1945) ved Universitetet i Leiden. I sin karriere blev han valgt til leder af flere internationale astronomiske grupper. Han modtog adskillige priser, herunder den vigtige Vetlesen-pris i 1966 fra Columbia University.
Oorts tidlige studier under hans lærer Jacobus Kapteyn gjorde ham bekendt med Kapteyns himmelske model, som placerede solen i midten af en relativt lille galakse. I 1917 udfordrede harlav Shapley Kapteyns model og foreslog en langt større. Oorts første store videnskabelige præstation var at give observationsbevis, der bekræftede hovedfunktionerne i Shapleys model. Kort efter at han kom til Leiden-fakultetet i 1926, fandt Oort, at stjerner med hastigheder større end omkring 65 kilometer i sekundet overvejende bevæger sig mod en halvkugle af nattehimlen. Det er i overensstemmelse med teorien om, at vores solsystem roterer omkring det fjerne centrum af vores galakse, og at andre solsystemer bevæger sig rundt i det samme center. Det var det første direkte bevis på Mælkevejens rotation.
fra sine observationer og beregninger kunne Oort vise, at vores galakse var meget større end tidligere antaget, og at den indeholdt mange flere stjerner. Oort fastslog også, at solen ikke engang var tæt på galaksens centrum. “Som en moderne Copernicus viste Oort, at vores position i naturens store ordning ikke var så speciel,” sagde Seth Shostak, en amerikansk astronom.
efter Anden Verdenskrig byggede Oort og hans medarbejdere i Leiden et stort radioteleskop til at opdage radiobølger i brint og lavede vidtrækkende opdagelser om udviklingen og strukturen af vores galakse. De fandt beviser, der understøttede hypotesen om, at stjerner er dannet af brint-og støvskyer; de beviste spiralstrukturen i vores galakse og fandt, at dens rotationsperiode var over 200 millioner år; og de lokaliserede og undersøgte processerne, der forekommer i den galaktiske kerne og den enorme Korona af brint, der omgiver galaksen. De undersøgte også oprindelsen af radiosignalkilder, herunder gruppen af stjerner kendt som krabbe Nebula, som de viste sig at være en rest af supernovaen, der dukkede op i 1054. Oort blev krediteret med at fremme radioastronomi i sine tidlige år og med at sætte Holland i spidsen for efterkrigstidens astronomi.
Oorts observationer viste, at der er meget mere masse i universet, end der kan detekteres visuelt. Dette var en banebrydende anerkendelse af den uopdagede “manglende masse” eller “mørke stof”, der menes at udgøre mere end 90 procent af universet.
Oort er bedst kendt for afslappede studerende i astronomi for sine opdagelser i, hvad der for ham var en sidelinje, studiet af kometer. Ved at planlægge deres baner spores Oort kometer tilbage til en region i udkanten af solsystemet. Han teoretiserede, at en planet, der besatte en position mellem Mars og Jupiter, i den fjerne fortid eksploderede og sendte det meste af sit materiale ind i det interstellære rum, men en lille procentdel af materialet blev fanget i en region omkring 4.000 gange så langt væk fra vores sol som Pluto. Fragmenter af dette materiale trækkes lejlighedsvis af den ydre tyngdekraftplaneter eller en forbipasserende stjerne ind i en bane omkring solen. Regionen, der er fødestedet for kometer, blev kendt som Oort Cloud.