Joseph Winlock nacque nella contea di Shelby, Kentucky, il 6 febbraio del 1826 e morì l'11 giugno del 1875. E' stato un astronomo e matematico americano.
Nipote del generale Joseph Winlock (1758-1831). Dopo la laurea al Shelby College nel Kentucky nel 1845, fu nominato professore di matematica e astronomia in quello stesso college.
Dal 1852 al 1857 lavorò per l'American Ephemeris e Almanacco nautico e si trasferì a Cambridge, Massachusetts. Per breve tempo fu capo del dipartimento di matematica presso l'Accademia Navale degli Stati Uniti, ma tornò come sovrintendente dell'ufficio Almanac.
Venne eletto membro dell'Accademia Americana delle Arti e delle Scienze nel 1853.
Nel 1863 fu uno dei cinquanta membri del charter dell'Accademia Nazionale delle Scienze. Tre anni più tardi nel 1866 diventò direttore dell'Osservatorio all'Harvard College, succedendo a George Bond e facendo molti miglioramenti nella struttura.
Fu inoltre nominato professore di astronomia ad Harvard. Rimase all'università, diventando poi professore di geodesia fino alla morte improvvisa del 1875.
Gran parte del suo lavoro astronomico comprendeva misure con il cerchio meridiano, un catalogo di stelle doppie e indagini di stellari fotometrici. Guidò anche le spedizioni per studiare le eclissi solari a Kentucky nel 1860 e in Spagna nel 1870.
Il cratere Winlock sulla Luna venne chiamato in suo onore.
