Colwell ist Expertin für marine Mikrobiologie und marine Biotechnologie und die Anwendung molekulargenetischer Techniken der Gewinnung von medizinischen, technischen und Aquakultur-Produkten aus dem Meer. Sie untersuchte Phylogenie, Ökologie und Physiologie mariner Bakterien. Colwell organisierte ein internationales Netzwerk für Fragen der weltweiten sicheren Wasserversorgung und Ausbreitung von Infektionen (besonders Cholera) insbesondere über unsauberes Wasser.
In den 1960er Jahren fand sie heraus, dass die Cholera-Bakterien natürlich in küstennahen Gewässern (wie Flussmündungen) vorkommen und das Ausbrüche von Epidemien bei Menschen mit der Vermehrung von deren Wirtsmechanismen im Meer zusammenhängen (Plankton). Sie untersuchte natürliche Bakterien, die die Umwelt verschmutzendes Erdöl im Meer abbauen und fand, dass Austern-Larven von bestimmten Bakterienmatten unter Wasser angezogen wurden (mit Anwendung in der Austernzucht). Um das Potential von Mikroorganismen im Meer (mit gentechnischen und molekularbiologischen Methoden) für die Biotechnologie zu nutzen, gründete sie in den 1980er Jahren an der University of Maryland ein entsprechendes Institut.
Von ihr stammen als Autorin oder Ko-Autorin rund 800 wissenschaftliche Publikationen und 17 Bücher und sie produzierte den preisgekrönten Film Invisible Seas über Mikroorganismen im Meer.
↑Jack Colwell Obituary. The Washington Post, 18. Februar 2018, abgerufen am 25. Dezember 2022 (englisch, das Jahr 2019 im Text ist ein Schreibfehler (s. Veröffentlichungsdatum)).