Гительзон Иосиф Исаевич родился 6 сентября 1928 года в Самаре.
В 1951 году заочно окончил биологический факультет МГУ, в 1952 году - лечебный факультет Красноярского медицинского института. Получив два высших образования, всю свою жизнь посвятил медицинской и научной работе.
Свою работу в медицине начал в 1952 году врачом на Красноярской станции переливания крови. Проработав там два года, перешел к научной деятельности.
В 1953–1957 годах работал ассистентом, затем доцентом Красноярского сельскохозяйственного института, с 1957 года – старшим научным сотрудником, а с 1961 года заведовал лабораторией фотобиологии Института физики СО АН СССР.
С 1981 года – заведующий лаборатории фотобиологии Института биофизики СО АН СССР, с 1986 – директор этого института. С 1990 года - академик Академии Наук СССР, с 1991 - академик Российской АН.
Главными направлениями его научной деятельности являются биофизика надорганизменных систем, создание замкнутых экологических систем, параметрическое управление биосинтезом микроорганизмов в непрерывных культурах, разработка биофизических методов анализа эритроцитарных популяций в регуляции систем крови. И.И. Гительзон разработал научные основы осуществления долгодействующих биологических систем жизнедеятельности человека, является автором нескольких монографий.
В 2009 году присвоено звание «Почетный гражданин города Красноярска».
