Pannekoek var 1921–42 professor i astronomi i Amsterdam, där han grundade det astronomiska institut som i dag bär hans namn. Han kan ses som en av astrofysikens banbrytare med uppmärksammade insatser avseende stjärnornas atmosfärer, deras fysik och spektra. Pannekoeks verk De groei van ons wereldbeeld (1951) om astronomins historia