Jan Oort nació el 28 de abril de 1900 en el pueblo agrícola de Franeker en Holanda. A la edad de 17 años ingresó en la Universidad de Groninga y obtuvo su doctorado en 1926. Recibió el Premio de la Fundación Bachiene (1920), realizó investigaciones en el Observatorio de Leiden (1924), y vivió en el extranjero como investigador asociado en el Observatorio de la Universidad de Yale (1924-1926).
En 1926 Oort se convirtió en instructor en la Universidad de Leiden, y al año siguiente se casó con Johanna M. Graadt van Roggen. Tuvieron tres hijos, Coenraad y Abraham, y una hija, Marijke. Oort se convirtió en profesor de astronomía (1935) y director del observatorio (1945) en la Universidad de Leiden. En su carrera fue elegido líder de varios grupos astronómicos internacionales. Recibió numerosos premios, incluyendo el importante Premio Vetlesen en 1966 de la Universidad de Columbia.
Los primeros estudios de Oort, bajo su maestro Jacobus Kapteyn, le hicieron familiarizarse con el modelo celestial de Kapteyn, que situaba al sol en el centro de una galaxia relativamente pequeña. En 1917, sin embargo, Harlow Shapley desafió el modelo de Kapteyn, proponiendo uno mucho más grande. El primer logro científico importante de Oort fue proporcionar evidencia observacional que confirmara las principales características del modelo de Shapley. Poco después de unirse a la facultad de Leiden en 1926, Oort descubrió que las estrellas con velocidades superiores a los 65 kilómetros por segundo se mueven predominantemente hacia un hemisferio del cielo nocturno. Eso es consistente con la teoría de que nuestro sistema solar gira alrededor del centro distante de nuestra galaxia y que otros sistemas solares se mueven alrededor del mismo centro. Fue la primera evidencia directa de la rotación de la Vía Láctea.
A partir de sus observaciones y cálculos, Oort pudo demostrar que nuestra galaxia era mucho más grande de lo que se pensaba y que contenía muchas más estrellas. Oort también determinó que el sol ni siquiera estaba cerca del centro de la galaxia. «Como un Copérnico moderno, Oort demostró que nuestra posición en el gran esquema de la naturaleza no era tan especial», dijo Seth Shostak, un astrónomo estadounidense.
Después de la Segunda Guerra Mundial, Oort y sus asociados en Leiden construyeron un enorme radiotelescopio para detectar ondas de radio en hidrógeno e hicieron descubrimientos de gran alcance sobre la evolución y la estructura de nuestra galaxia. Encontraron evidencia que apoyaba la hipótesis de que las estrellas se forman a partir de nubes de hidrógeno y polvo; probaron la estructura espiral de nuestra galaxia y descubrieron que su período de rotación era de más de 200 millones de años; y localizaron e investigaron los procesos que ocurren en el núcleo galáctico y la vasta corona de hidrógeno que rodea la galaxia. También investigaron el origen de las fuentes de señal de radio, incluido el grupo de estrellas conocido como Nebulosa del Cangrejo, que demostraron ser un remanente de la supernova que apareció en 1054. A Oort se le atribuyó la promoción de la radioastronomía en sus primeros años y la colocación de los Países Bajos en la vanguardia de la astronomía de posguerra.
Las observaciones de Oort mostraron que hay mucha más masa en el universo de la que se puede detectar visualmente. Este fue un reconocimiento pionero de la «masa faltante» o «materia oscura» no detectada que se cree que constituye más del 90 por ciento del universo.
Oort es mejor conocido por los estudiantes ocasionales de astronomía por sus descubrimientos en lo que para él era una línea lateral, el estudio de cometas. Al trazar sus trayectorias, Oort rastreó cometas hasta una región en las afueras del sistema solar. Teorizó que en el pasado lejano un planeta que ocupaba una posición entre Marte y Júpiter explotó, enviando la mayor parte de su material al espacio interestelar, pero un pequeño porcentaje del material quedó atrapado en una región aproximadamente 4.000 veces más lejos de nuestro sol que Plutón. Fragmentos de este material son ocasionalmente arrastrados por la gravedad de los planetas exteriores o de una estrella que pasa a una órbita alrededor del sol. La región que es el lugar de nacimiento de los cometas se conoció como la Nube de Oort.
