Johannes Dale var professor i kjemi ved Universitetet i Oslo i nesten 30 år. Han regnes som en av verdens fremste eksperter på stereokjemi.
Dale tok examen artium 1943 og ble utdannet sivilingeniør i kjemi ved Norges Tekniske Høgskole 1948. 1949–57 var han ansatt som forsker ved Forsvarets Forskningsinstitutt på Kjeller, 1957–58 var han stipendiat ved Eidgenossische Technische Hochschule i Zürich og deretter forsker ved Union Carbide European Research Associates i Brussel 1958–65.
Dale ble dr.philos. ved Universitetet i Oslo 1959. 1965 ble han utnevnt til professor i kjemi samme sted (knyttet til den prekliniske undervisning for medisinstudiet), og 1967–93 var han professor i organisk kjemi ved Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet.
Dales hovedvirkefelt har vært innen fysikalsk-organisk kjemi. I sine tidlige forskningsarbeider var han interessert i absorpsjonsspektra av polyener og polyfenylforbindelser innenfor lysbølgeområdet ultrafiolett og infrarødt. I hans arbeider til doktorgraden var dette et hovedtema.
Senere gikk han over til studier av de favoriserte romlige anordninger som atomer inntok i ringformige organiske molekyler, dvs. stereokjemiske og konformasjonelle forhold. For disse studier syntetiserte han bl.a. ringer med varierende antall atomer i ringen; ringene inneholdt ofte flere oksygenatomer i tillegg til karbonatomer (kroneetere) og noen inneholdt flere nitrogenatomer istedenfor oksygen.
Fremstilling av kroneetere og anvendelse av disse har han også tatt ut patent på. Han fant bl.a. ut at kroneetere kunne danne komplekser med metallioner på en spesifikk måte avhengig av ringens størrelse og diameteren på metallionet. Dette kan benyttes til å skille en blanding av metallioner i en løsning, f.eks. natrium og kalium, noe som tidligere var meget vanskelig.
Johannes Dale har vært en av verdens mest anerkjente forskere på sitt spesialområde, og han var ofte invitert som gjesteforeleser til universiteter og til kongresser verden over. Han har også vært president i arrangementskomiteen for en internasjonal konferanseserie i stereokjemi som har vært arrangert i Sveits hver sommer siden 1965.
Han publiserte nærmere 200 arbeider i internasjonale tidsskrifter. Hans interesse for stereokjemi resulterte i læreboken Stereokjemi og konformasjonsanalyse (1975). Den er senere oversatt til en rekke språk, bl.a. engelsk, tysk, fransk, spansk og japansk.
Dale var visepresident i Norsk Kjemisk Selskap 1970–71. Han var medlem av Det Norske Videnskaps-Akademi fra 1975 og fra 1988 av Det Kongelige Norske Videnskabers Selskab. 1987 ble han av Norsk Kjemisk Selskap tildelt Guldberg-Waage-medaljen som anerkjennelse for sin store og betydningsfulle forskningsinnsats.
Etter at Dale gikk av med pensjon fortsatte han sin forskning sammen med medarbeidere, noe som resulterte i flere betydningsfulle publiserte arbeider.