Окончил гимназию и Университет в Харькове, где в студенческие годы начал серьёзные полевые исследования. По рекомендации И.В.Мушкетова приглашён геологом в экспедицию на Дальний Восток, работал в Северо-Восточном Китае по заданию Российского золотопромышленного общества. По заданию Русского географического общества совершил путешествие вокруг Азии и кругосветное путешествие. Выполненные Яковом Самойловичем работы по заданию РГО на хребте Сихотэ-Алинь дали нашей стране многогранного исследователя природы, натуралиста, учёного, который затем поднял на новый уровень ряд разделов естествознания. За работы на Дальнем Востоке был награждён Золотой медалью Императорского русского географического общества.

В 1904- 1906 г.г. Я.С.Эдельштейн состоял на службе в Геологическом музее Академии Наук, проводя исследования в Средней Азии, за что ему была присуждена премия им. Н.И.Пржевальского. С 1907 г. и практически до конца жизни - в Геолкоме-ЦНИГРИ-ВСЕГЕИ вёл исследования преимущественно в Сибири.

Роль Якова Самойловича как создателя географической школы неоценима. Тысячи советских географов - его ученики. Он один из создателей и руководителей Географического института с 1916 г., один из руководителей Географического факультета ЛГУ. За Яковом Самойловичем остаётся приоритет в создании советской геоморфологической школы. С момента вхождения Географического института в состав ЛГУ в 1925 г. он руководит кафедрой геоморфологии на географическом факультете, а в 30-х годах создал геоморфологическую комиссию в Географическом обществе. Им подготовлен и опубликован в 1931 г. первый курс геоморфологии - "Конспект лекций по геоморфологии", который явился теоретическим фундаментом советской геоморфологии. Построение советской геоморфологической школы шло под влиянием четырёх изданий этой книги ("Введение в геоморфологию" - в 1933 г., "Основы геоморфологии" - в 1938 г., "Основы геоморфологии" - 2 издание - в 1947 г.). Он автор первого в СССР университетского курса по гляциологии.

Я.С.Эдельштейн был одним из известных геологов-четвертичников. Под его руководством создавались четвертичные карты Западной Сибири. Он активнейшим образом участвовал во 2-ой Международной конференции по изучению четвертичных отложений Европы (АИЧПЕ) в 1932 г. и поддержал превращение этой ассоциации из европейской в международную ассоциацию по изучению четвертичного периода, что произошло уже в 1936 г. В 1933 году Яков Самойлович переходит на геологический факультет, где становится первым заведующим кафедры общей геологии, но в тяжёлом 1945-ом году он возвращается к должности зав.кафедрой геоморфологии.

Яков Семёнович был великим педагогом, много времени отдававшим молодёжи. Стремление помочь учащимся побудило его написать методические руководства для практики геоморфологических исследований в поле ("Инструкция для геоморфологического изучения и картирования Урала" - 1936 г., "Краткое методическое руководство для производства геоморфологических наблюдений в поле" - 1947 г.) У него на квартире собирался геоморфологический кружок, многие члены которого стали великолепными исследователями - геологами и географами.

В 1949 г. он был награждён орденом Ленина и вскоре после этого судим в Мингео "судом чести" за "космополитизм", а 31 марта 1949 г. арестован по "красноярскому" делу. Осуждён на 25 лет исправительно-трудовых лагерей. Умер в тюремной больнице в Ленинграде 22 января 1952 г. Реабилитирован 31 марта 1954 г.

Основы геоморфологии 2-ое издание - в 1947 г. (электронный вариант)