Jack O'Neill est né à Washington et a grandi dans le Minnesota. Avant de travailler au SGC, le colonel O'Neill faisait partie des forces spéciales de l'Air Force (Black-ops). Il avait effectué plusieurs missions périlleuses à travers le monde et avait notamment participé à une mission en République démocratique allemande pour récupérer un agent russe.
Lorsque son fils (Charlie) se tua avec son arme de service à son domicile, O'Neill, anéanti, quitta l'Air Force et adopta un comportement dépressif et suicidaire. C'est en partie pour cette raison qu'il fut choisi pour participer à une mission vers Abydos après l'activation de la porte des étoiles : s'il y avait une menace pour la Terre, il devait déclencher une bombe atomique capable de détruire la porte d'Abydos. À son retour de mission, il découvrit que sa femme, Sarah, l'avait quitté.
Un an plus tard, l'Air Force le recontacta pour lui demander de prendre les commandes d'une équipe nommée SG-1 dont la mission serait d'explorer la galaxie. Depuis ce temps, O'Neill dirige SG-1 et explore la galaxie régulièrement tout en sauvant à plusieurs reprises la Terre d'une attaque des Goa'ulds. Lors d'une de leurs première missions il ramène sur terre Teal'c, un Jaffa qui leur a sauvé la vie, et réussit à le faire intégrer dans son équipe.
Le colonel O'Neill a été promu au rang de général de brigade après avoir sauvé la Terre d'une attaque du seigneur Goa'uld Anubis. Il a été en charge du SGC entre 2004 et 2005, avant d'être promu Major Général au poste de chef du Homeworld Security (traduit en VF dans la série par : Système de Défense Terrien). Les Asgards le respectaient à tel point qu'ils créèrent des vaisseaux à son nom, les O'Neills.
Jack O'Neill est toujours partisan pour les plaisanteries et essaie de prendre toutes les situations avec humour, en particulier l'humour noir (par exemple quand il est sur le point de se faire renvoyer de l'armée et qu'il explique que ses compagnons ont protesté quant à son geste il dit Teal'c n'a rien dit, mais j'ai vu à ses sourcils qu'il désapprouvait fortement). Il éprouve un grand respect, attirance et sentiments envers le Colonel Samantha Carter (ce qui est confirmé dans les saisons 4 et 8), mais leur relation ne se concrétisera jamais à cause de leur travail [Régulations]. Toutefois, la finale de la saison 8 laisse présager une future relation amoureuse qui n'a toujours pas été confirmée. [sauf dans une scène coupée de l'épisode Trio de Stargate Atlantis].
Il ne supporte pas de perdre ses hommes mais sait prendre des décisions mettant leur vie en grand danger si cela est vraiment nécessaire.
Jack O'Neill démontre de l'impatience envers le technobabble de Carter, même s'il est toujours prêt à se moquer de sa propre incompétence scientifique (-Quel est ce langage étrange ? -Des maths, mon colonel). Il n'aime pas non plus le Yo-Yo, et surtout, il n'aime pas le vice-président Kinsey, à qui il n'hésite pas une seconde à dire le fond de sa pensée à l'aide de vertes répliques (Vous êtes vraiment le pire de tous les menteurs opportunistes et lèche-cul que j'ai jamais vu; quant à mon vote, vous pouvez vous brosser, je préfèrerais crever que de voter pour vous!, dit-il devant une caméra après s'être assuré qu'elle filmait).
Alors que tous les membres de son équipe sont au SGC en train de faire quelque chose de constructif (Daniel à ses traductions, Teal'c à son Kelno'reem, Carter dans son laboratoire sur son réacteur à Naquadah), Jack, lui, se promène dans les couloirs sans rien faire, ou va au mess prendre un morceau de gâteau (d'ailleurs le mess est son lieu de prédilection, on est sûr de l'y trouver quand il a un moment de libre).
À la mort de son fils, Jack aquiers une très grande gentillesse envers les enfants et se montre toujours gentils avec eux. Il nourrit également une passion non cachée pour la pêche, et tente infructueusement d'entraîner tout le monde avec lui, même Thor.* Il adore la bière, à tel point que c'est l'ingrédient secret de la plupart de ses recettes maison (comme ses brochettes et son Omelette Surprise).
Dans le film Stargate, la porte des étoiles, O'Neil s'écrit avec un seul l au contraire de la série. Ce changement était volontaire pour plusieurs raisons. Le personnage, sous l'impulsion de Richard Dean Anderson, a changé radicalement de caractère entre la série et le film passant d'un introverti suicidaire à un adepte de l'humour cynique. Ensuite la différence d'écriture s'explique par le changement d'acteur qui eu lieu, Kurt Russell ne voulant pas jouer dans cette série.
Cette différence donna lieu à une Private joke dans l'épisode 2x09 Secrets où O'Neill dit de O'Neil qu'il ne ressemble pas à ce dernier car il n'a aucun humour