היה בלשן וחוקר מקרא, זוכה פרס ישראל למדעי היהדות לשנת 1998. למד באוניברסיטה העברית והיה חבר סגל בה בשנים 1950–1991. בנוסף לכך, היה חבר סגל באוניברסיטת בר אילן; חבר הנהלה באיגוד העולמי למדעי היהדות; ראש המכונים למילונאות ולתולדות חקר המקרא באוניברסיטת בר אילן. גושן-גוטשטיין היה ממייסדי מפעל המקרא ועמד בראשו מיום הקמתו ועד לפטירתו (בשנים 1965–1991). מחקריו כללו את חקר מגילות ים המלח, לשונות שמיות, תרגומי המקרא לארמית סורית ופרשנות מקרא בערבית. בנוסף לכך היה בעל מדור קבוע בעיתון הארץ "טור הלשון" וחלק מצוות יועצים לפינת "פרקי היום" בתנ"ך ששודרה בקול ישראל.