Jack Dongarra est spécialisé dans les algorithmes d'algèbre linéaire, le calcul parallèle, l'utilisation des architectures d'ordinateurs complexes, les paradigmes de programmation et les outils pour le calcul parallèle. Ces recherches ont porté sur le développement, la validation et la documentation de bibliothèques mathématiques. Il a contribué à la conception et implémentation des logiciels et systèmes libres suivants : EISPACK, LINPACK, BLAS, LAPACK, ScaLAPACK, Netlib, Parallel Virtual Machine, MPI, NetSolve, TOP500, ATLAS(en), et PAPI[réf. nécessaire]. Il a publié plus de deux cents articles, journaux, rapports[3] et est aussi coauteur de plusieurs livres[4]. Il a obtenu le titre IEEE Sid Fernbach Award en 2004 pour ces contributions aux applications de calcul haute performance[5]. En 2008, il obtient la première IEEE Medal of Excellence in Scalable Computing[6]. En 2010, il fut le premier à avoir le SIAM Special Interest Group on Supercomputing's award for Career Achievement[7]. En 2011, il obtient le IEEE IPDPS 2011 Charles Babbage Award[8].
Le Prix Turing 2021 lui est attribué, récompensant ses contributions dans le domaine des algorithmes et logiciels pour supercalculateurs[9].
