 Prof. J. St. Gielecki w pracy naukowej koncentruje się na zagadnieniach dotyczących anatomii porównawczej
i rozwojowej mózgowia. Jego zainteresowania naukowe skupiają się na metodach oceny przepływu mózgowego
u płodów ludzkich, komputerowych metodach symulacji przepływu w naczyniach krwionośnych oraz cyfrowych metodach analizy obrazu. Do jego największych osiągnięć naukowych należy kompleksowe opracowanie problematyki rozwoju koła tętniczego mózgu, zastosowanie metod cyfrowej analizy obrazu w badaniach morfometrycznych tętnic podstawy mózgowia, opisanie krzywych charakteryzujących dynamikę wzrostu poszczególnych segmentów koła tętniczego mózgu, wprowadzenie nowej klasyfikacji typów ontogenetycznych koła tętniczego mózgu, określenie morfometrycznych
i topograficznych cech tętnic podstawy mózgowia w okresie płodowym.
Jest autorem ponad 60 artykułów zamieszczonych w czasopismach krajowych i zagranicznych oraz ponad 100 referatów zjazdowych.
Prof. J. St. Gielecki jest autorem Multimedialnego słownika anatomicznego, pierwszego polskiego programu medycznego, który ukazał się na płycie CD-ROM. Jest autorem podręczników dla studentów anglojęzycznych (Osteology and Arthrology. Study & Review Manual of Gross Anatomy Warszawa 1996, Study Guide of Neuroanatomy, Warszawa 1996, Head and Neck. Study Guide
& Review Manual of Gross Anatomy, Warszawa 1997, Anatomy of The Upper & lower limbs, Study Guide & Review Manual of Gross Anatomy, Warszawa 1999; Thorax, Study Guide & Review Manual Warszawa 2000, Anatomy of Abdomen and Pelvis Study Guide & Review Manual, Warszawa 2001).
Przetłumaczył na język polski następujące podręczniki: Atlas anatomii człowieka R.M. McMinn (1997), Anatomia H. Lippert (1997), Sekcja zwłok J.C. Weber (2000), Neuropsychologia G. Neil Martin (2001) i Atlas Anatomii Granta (2002). | 
