Jan Oort syntyi 28.huhtikuuta 1900 franekerin maanviljelyskylässä Hollannissa. 17-vuotiaana hän tuli Groningenin yliopistoon ja väitteli tohtoriksi vuonna 1926. Hän sai Bachiene-säätiön palkinnon (1920), teki tutkimusta Leidenin observatoriossa (1924) ja asui ulkomailla tutkijana Yalen yliopiston observatoriossa (1924-1926).
vuonna 1926 Oortista tuli opettaja Leidenin yliopistossa, ja seuraavana vuonna hän meni naimisiin Johanna M. Graadt van Roggenin kanssa. Heillä oli kolme lasta, pojat Coenraad ja Abraham sekä tytär Marijke. Oortista tuli tähtitieteen professori (1935) ja observatorion johtaja (1945) Leidenin yliopistossa. Urallaan hänet valittiin useiden kansainvälisten tähtitieteellisten ryhmien johtajaksi. Hän sai lukuisia palkintoja, kuten tärkeän Vetlesen-palkinnon vuonna 1966 Columbian yliopistosta.
Oortin varhaiset tutkimukset opettajansa Jacobus Kapteynin johdolla tekivät hänelle tutuksi Kapteynin taivaallisen mallin, joka sijoitti auringon suhteellisen pienen galaksin keskipisteeseen. Vuonna 1917 Harlow Shapley kuitenkin haastoi Kapteynin mallin ehdottaen paljon suurempaa. Oortin ensimmäinen merkittävä tieteellinen saavutus oli havainnollisen todistusaineiston tarjoaminen, joka vahvisti Shapleyn mallin pääpiirteet. Pian sen jälkeen, kun Oort liittyi Leidenin tiedekuntaan vuonna 1926, hän havaitsi, että tähdet, joiden nopeus on suurempi kuin noin 65 kilometriä sekunnissa, liikkuvat pääasiassa kohti yhtä yötaivaan pallonpuoliskoa. Tämä on sopusoinnussa sen teorian kanssa, että aurinkokuntamme kiertää galaksimme kaukaista keskustaa ja että muut aurinkokunnat kiertävät samaa keskustaa. Se oli ensimmäinen suora todiste Linnunradan pyörimisestä.
havaintojensa ja laskelmiensa perusteella Oort pystyi osoittamaan, että galaksimme oli paljon suurempi kuin aiemmin luultiin ja että siinä oli paljon enemmän tähtiä. Oortin mukaan aurinko ei myöskään ollut lähelläkään galaksin keskustaa. ”Nykyisen Kopernikuksen tavoin Oort osoitti, ettei asemamme luonnon suuressa suunnitelmassa ollut niin erityinen”, sanoi yhdysvaltalainen tähtitieteilijä Seth Shostak.
toisen maailmansodan jälkeen Oort ja hänen työtoverinsa Leidenissä rakensivat valtavan radioteleskoopin havaitsemaan radioaaltoja vedystä ja tekivät kauaskantoisia löytöjä galaksimme evoluutiosta ja rakenteesta. He löysivät todisteita, jotka tukivat olettamusta, että tähdet muodostuvat vedystä ja pölypilvistä; he todistivat galaksimme spiraalirakenteen ja havaitsivat sen pyörimisjakson olevan yli 200 miljoonaa vuotta; ja he paikansivat ja tutkivat prosesseja, joita tapahtuu galaktisessa ytimessä ja galaksia ympäröivässä valtavassa vedyn koronassa. He tutkivat myös radiosignaalilähteiden alkuperää, mukaan lukien Rapusumuna tunnetun tähtiryhmän, jonka he osoittivat olevan jäänne vuonna 1054 ilmestyneestä supernovasta. Oort sai ansionsa radiotähtitieteen edistämisestä sen alkuvuosina ja Alankomaiden asettamisesta sodanjälkeisen tähtitieteen eturintamaan.
Oortin havainnot osoittivat, että maailmankaikkeudessa on paljon enemmän massaa kuin silmämääräisesti voidaan havaita. Tämä oli uraauurtava tunnustus havaitsemattomasta ”puuttuvasta massasta” eli ”pimeästä aineesta”, jonka uskotaan muodostavan yli 90 prosenttia maailmankaikkeudesta.
Oort tunnetaan parhaiten satunnaisille tähtitieteen opiskelijoille hänen tekemistään havainnoista, jotka hän teki tutkiessaan komeettoja. Piirtämällä niiden lentoradat Oort jäljitti komeetat aurinkokunnan laitamilla sijaitsevalle alueelle. Hän esitti teorian, että kaukaisessa menneisyydessä Marsin ja Jupiterin välissä sijainnut planeetta räjähti ja lähetti suurimman osan materiaalistaan tähtienväliseen avaruuteen, mutta pieni osa materiaalista jäi loukkuun alueelle, joka oli noin 4 000 kertaa niin kaukana Auringosta kuin Pluto. Ulkoplaneettojen tai ohikulkevan tähden painovoima vetää toisinaan tämän aineen sirpaleita Aurinkoa kiertävälle radalle. Komeettojen synnyinseutua alettiin kutsua Oortin pilveksi.
