Johanna Gostner verfasste ihre Doktorarbeit am Tiroler Krebsforschungsinstitut. Nach einem Postdoktorat am Institut für Medizinische Biochemie der Medizinischen Universität Innsbruck und einem Forschungsaufenthalt am Imperial College London habilitierte sie sich 2019 im Fach Biochemie an der Medizinischen Universität Innsbruck. Dort ist sie als assoziierte Professorin für Biochemische Toxikologie tätig. 2014 erhielt sie das FWF Hertha-Firnberg-Stipendium zur Förderung der wissenschaftlichen Karrieren von Frauen. Für ihre Forschungsarbeiten rund um Immunaktivierung und Immunmetabolismus wurde sie mit dem Blair–Curtius–Pfleiderer–Wachter-Preis und dem ISTRY Young Investigator Award ausgezeichnet. Die von ihr geleitete Arbeitsgruppe Biochemische Immuntoxikologie untersucht einerseits die Veränderungen des Immunstoffwechsel in unterschiedlichen Erkrankungen, sowie auch die Auswirkungen von Chemikalienexposition auf den Stoffwechsel. Dabei werden sowohl Zellmodelle verwendet, als auch Informationen aus epidemiologischen Studien herangezogen. Johanna Gostner entwickelte unter anderem eine Expositionsplattform für die Untersuchung von flüchtigen Stoffen an Zellkulturen, sowie gemeinsam mit Hubert Hackl das Multiomics-Analysetool DoseRider. Ziel ihrer Arbeit ist es, das Verständnis der Umwelteinflüsse auf menschlichen Stoffwechsel und Immunfunktion zu vertiefen.