Jan Voorberg doet onderzoek op het terrein van stolling van bloed. Zijn onderzoek richt zich op de identificatie en het werkingsmechanisme van cellulaire componenten die betrokken zijn bij het voorkomen van bloedverlies. Een belangrijk deel van zijn onderzoek richt zich op de samenstelling en regulatie van Weibel-Palade lichaampjes (unieke organellen in de vasculaire endotheelcellen), intracellulaire reservoirs voor hemostatische eiwitten, angiogene factoren en inflammatoire componenten die na stimulatie van de vaatwand in het bloed terecht komen. Hierbij maakt Voorberg ondere andere gebruik van de mogelijkheid om vaatwand-endotheelcellen van patiënten met hematologische en (cardio-) vasculaire afwijkingen te isoleren en te karakteriseren.

Een belangrijk nieuw onderzoekthema betreft de  interactie tussen hemostatische eiwitten en componenten van het immuunsysteem. Voorberg richt ziich hierbij op de vorming van antistoffen tegen stollingsfactor VIII die optreden na de behandeling van patiënten met hemofilie type A. Tevens bestudeert hij de  mechanismen die ten grondslag liggen aan het ontstaan van auto-antistoffen tegen het ADAMTS13-enzym bij patiënten met thrombotische trombocytopenische purpura (TTP), een zeldzame en levensbedreigende aandoening. Voorberg verbindt onderzoek op het gebied van hemostase en trombose, met vaculaire biologie en de moleculaire en cellulaire immunologie.

Voorberg is sinds 1987 werkzaam bij Sanquin Bloedvoorziening, vanaf 2007 als hoofd van het Laboratorium voor Cellulaire Hemostase binnen de afdeling Plasma Eiwitten van de divisie Research. Ook was hij gastonderzoeker aan de geneeskundefaculteit van de Universiteit van Minnesota en aan het Puget Sound Blood Centre in Seattle. Daarnaast is Voorberg lid van de adviesraad van Journal of  Thrombosis and Haemostasis en van de wetenschappelijke raad van de Trombosestichting Nederland. Hij heeft vele publicaties op zijn naam staan in diverse wetenschappelijke tijdschriften, waaronder Blood, Molecular Cellular Proteomics, Journal of Allergy and Clinical Immunology, Journal of Biological Chemistry, Haematologica en Journal of Thrombosis and Haemostasis.