Jan Oort április 28-án, 1900-ban született a hollandiai Franeker mezőgazdasági faluban. 17 éves korában belépett a Groningeni Egyetemre, ahol 1926-ban doktori fokozatot szerzett. Megkapta a Bachiene Alapítvány díját (1920), kutatásokat végzett a Leideni Obszervatóriumban (1924), és külföldön élt a Yale Egyetem Obszervatóriumának tudományos munkatársaként (1924-1926).
1926-ban Oort oktató lett a Leideni Egyetemen, majd a következő évben feleségül vette Johanna M. Graadt van Roggent. Három gyermekük született, Coenraad és Ábrahám, valamint egy lányuk, Marijke. Oort a csillagászat professzora lett (1935) és az Obszervatórium igazgatója (1945) a Leideni Egyetemen. Pályafutása során számos nemzetközi csillagászati csoport vezetőjévé választották. Számos díjat kapott, köztük a fontos Vetlesen-díjat 1966-ban a Columbia Egyetemen.
Oort korai tanulmányai Jacobus Kapteyn tanára alatt megismertették vele Kapteyn égi modelljét, amely a napot egy viszonylag kicsi galaxis középpontjába helyezte. 1917-ben azonban Harlow Shapley megtámadta Kapteyn modelljét, sokkal nagyobbat javasolva. Oort első jelentős tudományos eredménye az volt, hogy megfigyelési bizonyítékokat szolgáltatott, amelyek megerősítették Shapley modelljének főbb jellemzőit. Röviddel azután, hogy 1926-ban csatlakozott a Leideni karhoz, Oort megállapította, hogy a másodpercenként körülbelül 65 kilométernél nagyobb sebességű csillagok túlnyomórészt az éjszakai égbolt egyik féltekéje felé mozognak. Ez összhangban van azzal az elmélettel, hogy a naprendszerünk a galaxisunk távoli középpontja körül forog, és hogy más naprendszerek ugyanabban a középpontban mozognak. Ez volt az első közvetlen bizonyíték a Tejút forgására.
megfigyelései és számításai alapján Oort meg tudta mutatni, hogy galaxisunk sokkal nagyobb, mint azt korábban gondolták, és sokkal több csillagot tartalmaz. Oort azt is megállapította, hogy a nap még a galaxis központjának közelében sem volt. “A modern Kopernikuszhoz hasonlóan Oort is megmutatta, hogy a természet nagy rendszerében elfoglalt helyzetünk nem olyan különleges” – mondta Seth Shostak amerikai csillagász.
a második világháború után Oort és társai Leidenben hatalmas rádióteleszkópot építettek a hidrogénben lévő rádióhullámok észlelésére, és messzemenő felfedezéseket tettek galaxisunk evolúciójáról és szerkezetéről. Olyan bizonyítékokat találtak, amelyek alátámasztották azt a hipotézist, hogy a csillagok hidrogénből és porfelhőkből alakulnak ki; bebizonyították galaxisunk spirális szerkezetét és azt találták, hogy forgási ideje meghaladja a 200 millió évet; és megtalálták és megvizsgálták a Galaktikus magban és a galaxist körülvevő hatalmas hidrogénkoronában zajló folyamatokat. Megvizsgálták a rádiójelforrások eredetét is, beleértve a Rák-köd néven ismert csillagcsoportot, amelyről bebizonyították, hogy az 1054-ben megjelent szupernóva maradványa. Oort nevéhez fűződik a rádiócsillagászat népszerűsítése korai éveiben, valamint Hollandia a háború utáni csillagászat élvonalába helyezése.
Oort megfigyelései azt mutatták, hogy sokkal több tömeg van az univerzumban, mint amit vizuálisan észlelni lehet. Ez úttörő felismerés volt a fel nem fedezett “hiányzó tömeg” vagy “sötét anyag” számára, amelyről úgy gondolják, hogy az univerzum több mint 90 százalékát teszi ki.
Oort legismertebb alkalmi diákok csillagászat az ő felfedezései, amit neki volt mellékes, a tanulmány üstökösök. A pályák ábrázolásával Oort nyomon követte az üstökösöket a naprendszer szélén lévő régióba. Elmélete szerint a távoli múltban egy bolygó, amely a Mars és a Jupiter között helyezkedett el, felrobbant, anyagának nagy részét a csillagközi térbe küldte, de az anyag kis százaléka csapdába esett egy olyan régióban, amely körülbelül 4000-szer olyan messze van a Napunktól, mint a Plútó. Ennek az anyagnak a töredékeit időnként a külső gravitáció húzzabolygók vagy egy elhaladó csillag a Nap körüli pályára. Az üstökösök szülőhelye az Oort-felhő néven vált ismertté.