Ян Баптиста ван Гельмонт был младшим ребёнком во фламандской семье прокурора и члена Совета Брюсселя Кристиана ван Гельмонта и Марии (ван) Стассаерт, обвенчавшихся 28 января 1567 года в брюссельском Соборе Святых Михаила и Гудулы (англ. ). Кроме него, в семье два сына и две дочери.
Ян Баптиста получает образование в университете Лёвена, но никак не может определиться, какой наукой заниматься, пока не останавливается на медицине.
Потом прерывает свою учёбу и отправляется путешествовать по Швейцарии, Италии, Франции и Англии.
Возвратившись из путешествия, некоторое время живёт в Антверпене, в том числе, в 1605 году, во время эпидемии чумы. В 1609 году получает докторскую степень по медицине. В тот же год женится на Маргарет ван Ранст из богатой «благородной» семьи. Супруги живут в Вильварде, около Брюсселя, в их семье шесть или семь детей. Его сын, Франциск Меркурий (1614-1699), также отыскивал философский камень, имеет заслуги в деле обучения глухонемых и в физиологии языка.
Поселившись в Вильварде, ван Гельмонт занялся химией и изучением каббалистических и мистических сочинений. В химии сделал много открытий, ввел в химическую терминологию термин «газ», названный им по аналогии с греческим хаосом; химическим же путём стремился найти средство от всех болезней; вообще, считал химические процессы началом многих явлений. Опровергая Аристотеля, Галена и современную медицинскую науку, создал собственную теорию для объяснения явлений в живом организме. Он допускал в человеке два невещественных начала: 1) Archeus— жизненное начало, проникающее все тело, управляющее питанием, перевариванием пищи и противящееся болезням; 2) Duumvi r at — начало разумное, или собственно душа, имеющее место не в мозгу, но в желудке и печени. Называл себя Medicus per ignem, указывая на источник, из которого желал почерпнуть своё универсальное лекарство.
Известен опыт ван Гельмонта, когда взяв 200 фунтов сухой земли и ивовую ветвь весом 5 фунтов, выращивал её, поливая только дождевой водой. Вес ивы через 5 лет составлял 164 фунта, а вес земли уменьшился всего на 2 унции. Ван Гельмонт сделал ошибочный вывод, что материал, из которого образовалось дерево, произошёл из воды, использованной для полива.
Ван Гельмонт, наряду с Парацельсом и Сильвиусом, является виднейшим представителем «ятрохимиков».
Ван Гельмонт уделил много внимания вопросам пищеварения. В своей Origin of Medicine он спорит с современными для него воззрениями, согласно которым, пищеварение происходит за счёт тепла организма и спрашивает, каким образом тогда происходит пищеварение у хладнокровных животных? Его собственное мнение заключалось в том, что пищеварение — это идущий внутри тела, например, внутри желудка, химический процесс, важнейшую роль в котором играет химический реагент, названный им «ферментом» (от лат. fermentum «брожение»). Таким образом, ван Гельмонт подошёл близко к современному пониманию роли ферментов при пищеварении. Ван Гельмонтом также предложены и описаны шесть различных стадий пищеварения.
Длительное время считалось, что портрет, опубликованный 3 июля 1939 года в журнале «Тайм», принадлежит английскому естествоиспытателю Роберту Гуку (1635—1703). Лайза Джардин даже поместила его на обложку своей книги о Гуке. Однако позже исследователи пришли к заключению, что на портрете изображён ван Гельмонт.