Urodził się w Kielcach, w rodzinie mierniczego przysięgłego. Podczas nauki w szkole, za udział w strajku szkolnym 1905 r. otrzymał "wilczy bilet". Uczył się następnie w utworzonej w Kielcach Szkole Handlowej. W latach 1910 - 1914 studiował geologię na Uniwersytecie Jana Kazimierza we Lwowie i na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie, ale wybuch I wojny światowej i śmierć ojca uniemożliwiły mu formalne zakończenie studiów.W latach 1916 - 1919 był zatrudniony w Zakładzie Geologii Uniwersytetu Warszawskiego, a od 1917 r. także w Muzeum Przemysłu i Rolnictwa. Następnie przeniósł się do nowo tworzonego Państwowego Instytutu Geologicznego, gdzie jego zbiory dały początek placówce muzealnej. W 1938 r. został zastępcą dyrektora PIG.Po II wojnie światowej, wspólnie z E. Massalskim organizował w Kielcach Instytut Badań Regionalnych, którego został dyrektorem. Od 1947 r. był dyrektorem PIG. W następnym roku pod jego kierunkiem powstał pierwszy w Polsce plan ogólnokrajowych badań geologicznych. Zmarł w Warszawie i został pochowany w Alei Zasłużonych na Cmentarzu Powązkowskim. Jan Czarnocki zainteresował się geologią już podczas nauki w Kielcach. Wspólnie z kolegą szkolnym J. Samsonowiczem organizował wycieczki geologiczne i przyrodnicze w Góry Świętokrzyskie i tworzył kolekcje geologiczne. Także podczas studiów wspólnie z J. Samsonowiczem prowadził badania Gór Świętokrzyskich, które pozostały jego ulubionym tematem pracy przez całe życie.Zajmował się przede wszystkim paleozoikiem świętokrzyskim i miocenem Przedgórza Karpat. Zgromadził bogate kolekcje skamieniałości trylobitów, głowonogów i mięczaków. Wśród wielu map geologicznych opracował także środkową część Gór Świętokrzyskich w skali 1: 100 000 i arkusz Kielce "Mapy geologicznej Polski" w skali 1: 100 000. Wydał ponad sto publikacji naukowych, przy czym większość poświęcona jest Górom Świętokrzyskim, a do najwartościowszych należy monografia "Geologia regionu Łysogórskiego". Jan Czarnocki angażował się w prace Oddziału Kieleckiego PTK jeszcze przed I wojną światową. Przez całe lata prowadził badania naukowe, należał do grona najbliższych współpracowników Tadeusza Włoszka w działalności muzealnej i zajmował się fotografią. Wspólnie w E. Massalskim w 1922 r. opracował projekt rezerwatu w Górach Świętokrzyskich. Był organizatorem działu geologii na Wystawie Świętokrzyskiej w 1936 r. oraz twórcą tego działu w Muzeum Świętokrzyskim. Imię Jana Czarnockiego nosi Rezerwat Skalny "Ślichowice" w Kielcach.