Joan Gonzalvo promovierte an der Universität Barcelona in Biodiversität. Sein Interesse gilt der Meeresökologie mit Schwerpunkt Erforschung und Schutz der Meeressäuger. Von 2000 bis 2005 war er Teil einer Studiengruppe zu Meeressäugern der Universität Barcelona.

Seit 1999 arbeitet Joan Gonzalvo für das italienische Forschungsinstitut Tethys. Er untersucht im Mittelmeer Delphinbestände und sammelt seit 2012 Daten zur stark gefährdeten Mittelmeer-Mönchsrobbe. Mit Informationskampagnen sensibilisiert er die lokale Bevölkerung für die Rolle dieser Tiere im marinen Ökosystem. Seine reiche Felderfahrung und die Kenntnisse verschiedenster Forschungsmethoden gibt er an junge Wissenschaftler weiter.

Joan Gonzalvo war Berater des Regional Activity Centre for Specially Protected Areas (RAC/SPA) des UNO-Umweltprogramms (UNEP) und entwarf für das Abkommen zum Schutz der Wale und Delphine im Mittelmeergebiet (ACCOBAMS) nationale Aktionspläne für Delphine in syrischen und lybischen Gewässern. Er ist Mitglied des Wissenschaftsausschusses von ACCOBAMS und seit 2020 Vorsitzender der European Cetacean Society sowie Meeressäuger-Spezialist für die Kommission zur Erhaltung der Artenvielfalt der Weltnaturschutzunion (IUCN).

Mit OceanCare kooperiert Joan Gonzalvo seit 2006 im Rahmen des Ionian Dolphin Project, welches er im Westen Griechenlands für das Forschungsinstitut Tethys leitet.