Habitant dans la ville de Limoges, son père, Antoine Cabannes (1844-?) est employé en tant qu'économe au lycée de la ville et sa mère, née Marie Louise Pauline Jourdan (1857-?), donnent naissance à Jean[1].
De 1910 à 1914, Jean Cabannes est préparateur à la faculté des sciences de l'université de Marseille[3] et rejoint le laboratoire de Charles Fabry (1867-1945) où il prépare une thèse pour le doctorat ès sciences sur la diffusion de la lumière par les molécules atmosphériques. Durant la Première Guerre mondiale, il est, avec Émile Borel (1871-1956), affecté en Champagne à la section de repérage par le son utilisant le système inventé par Pierre Weiss (1865-1940) et Aimé Cotton (1869-1951).
En 1919, il retourne à Marseille afin d'achever sa thèse, qu'il soutient en 1921. Elle porte sur la vérification expérimentale de la loi de Rayleigh et s'intitule « Sur la diffusion de la lumière par les molécules des gaz transparents ».
Le , il épouse Marie Fabry[1] (1893-1976), fille du mathématicien Eugène Fabry (1856-1944) et nièce du physicien Charles Fabry (1867-1945). De leurs unions naissent quatre enfants, dont en particulier le mathématicien Henri Cabannes (1923-2016).
Il est nommé en 1920 maître de conférences de physique à la faculté des sciences de l'université de Montpellier[3], où il étudie la diffusion Raman. Il obtient le titre de professeur sans chaire en 1924[3] puis la chaire de physique le .
Nommé maître de conférences de physique, attaché à la chaire d'enseignement de la physique de Charles Fabry, à la faculté des sciences de l'université de Paris en 1937, il y obtient le titre de professeur sans chaire en 1938[3] puis succède à Aimé Cotton comme professeur titulaire de physique générale et directeur du laboratoire des recherches physiques[4].
[1930] Anisotropie des molécules ; Effet Raman : conférences faites au Conservatoire national des arts et métiers les 2 et , vol. 11, Paris, Hermann et Cie, coll. « Conférences d'actualités scientifiques et industrielles », , 66 p., in-8° (OCLC459014917, BNF31895577, SUDOC082245320, présentation en ligne).