Originalmente estudió medicina, obteniendo su doctorado médico en la Universidad de Pavía.
Luego estudia botánica y microscopía en Alemania.
Llega a ser profesor titular de botánica en las Universidades de Modena, desde 1874 y de la de Bolonia, (1879), y de 1883 a 1898 será profesor de botánica y director del Jardín botánico en la Universidad de Turín.
Gibelli es recordado por sus estudios pioneros sobre micorrizas: la asociación simbiótica entre hongos y raíces de plantas.
Con Giovanni Passerini (1816-1893) y Vincenzo de Cesati (1806-1883), fue coautor de Compendio della flora italiana, un compendio de la Flora de Italia, publicada en 35 volúmenes entre 1868 a 1886.