Był także wybitnym kolekcjonerem rysunku przyrodniczego.
Napisał ponad 80 prac przyrodniczych z różnych dziedzin, był członkiem kilku towarzystw naukowych w Europie (m.in. w Londynie, Petersburgu i Jenie). Był jednym z dziewięciu założycieli Towarzystwa Przyrodniczego w Gdańsku (Societas physicae experimentalis), które powstało 2 stycznia 1743 roku, a w roku 1753 zmieniło nazwę na Naturforschende Gesellschaft in Danzig. Klein uznawany był za jednego z najwybitniejszych systematyków przed Linneuszem. Opracował własny system klasyfikacji gatunków, który jednak nie zdobył szerszego uznania.
Linneusz na jego cześć nazwał rodzaj Kleinia z rodziny astrowatych.
Jacob Theodor Klein jest patronem tramwaju Pesa Swing 120NaG SWING Gdańskich Autobusów i Tramwajów o numerze bocznym 1034.
Publikacje Natürliche Ordnung und vermehrte Historie der vierfüssigen Thiere. Schuster, Danzig 1760 p.m. Vorbereitung zu einer vollständigen Vögelhistorie. Schmidt, Leipzig, Lübeck 1760 p.m. Stemmata avium. Holle, Leipzig 1759. Natürliche Historie des Kaffeebaumes und dessen Anbau in Danzig. Versuche und Abhandlungen der Naturf.-Gesellsch. Danzig. III Teil. Tentamen herpetologiae. Luzac jun., Leiden, Göttingen 1755. Doutes ou observations de M.