Géomorphologue, Jean-Jacques Delannoy a travaillé dès ses recherches doctorales (1981) sur les grottes en tant que mémoire paléogéographique et sur les relations des hommes avec leur environnement. Il développe ses travaux à la Casa de Velazquez (Madrid) et dans les universités de Séville et de Grenoble avant de rejoindre, en 1999, l'université de Savoie (Chambéry) où il est professeur des universités.

Il crée en 2003 le laboratoire interdisciplinaire « Environnement, dynamiques et territoires de la montagne » (Edytem : UMR 5204 CNRS / université Savoie Mont Blanc) qu'il dirige jusqu’en 2015. Il est appelé à la direction du CNRS (2003-2006) où il a en charge les unités de recherche en archéologie, écologie humaine et géographie. Il est nommé, en 2006, au comité scientifique de la grotte de Lascaux puis, en 2011, au Conseil scientifique international de la grotte de Lascaux qu’il copréside avec le professeur Yves Coppens. Il s’attache au développement de programmes scientifiques permettant de traiter l’écosystème de cette cavité à des fins de conservation. Il est membre, depuis 2010, de la section de la Commission nationale des Monuments historiques (CNMH) consacrée aux grottes ornées.

Il a également travaillé sur les contenus de l’Espace de restitution de la grotte Chauvet (Grotte Chauvet 2 - Ardèche et Centre d’interprétation) et accompagné la réalisation de la réplique ouverte au grand public en avril 2015.