Cursó los tres primeros años de la Licenciatura en Física en la Universidad del País Vasco hasta 1990, completando una doble especialidad en la Universidad Complutense de Madrid: Astrofísica en 1992 y Física Fundamental en 1994.
Entre los años 2000 y 2003 realizó diversas estancias postdoctorales en la Universidad de Ámsterdam (Países Bajos), el Instituto de Investigaciones Espaciales de Copenhague (Dinamarca), y el Instituto Científico del Telescopio Espacial Hubble en Baltimore (Estados Unidos).
En el año 2003 regresó a España, incorporándose como investigador del Programa Ramón y Cajal al Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en Granada.
En 2006 consiguió por concurso-oposición una plaza de Científico Titular del CSIC, promocionando a la escala de Investigadores Científicos solo cuatro años más tarde.
En 2018 la Sociedad Española de Astronomía convocó la primera edición del premio Javier Gorosabel de colaboración ProAm[2] para premiar la excelencia en la colaboración entre profesionales y amateurs en astronomía.