Окончил 5-ю Санкт-Петербургскую гимназию (1865; был учеником Н. И. Раевского): затем учился в Императорском Санкт-Петербургском университете на отделении естественных наук физико-математического факультета, где и окончил курс кандидатом в 1871 году.
С 6 ноября 1872 года Гоби занял штатную должность хранителя ботанического кабинета Санкт-Петербургского университета, а по защите в декабре того же года диссертации стал читать лекции в звании приват-доцента. Гоби преподавал в университете до конца жизни в течение 47 лет.
С 1888 ординарный профессор.По поручению Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей Гоби предпринял ряд научных поездок на Финский залив (в 1872, 1873, 1877, 1878) с целью изучения подводной флоры этого залива, остававшейся до того времени совершенно неизвестной. Добытые результаты опубликованы им в разных научных изданиях.
В 1875 Гоби изучал флору Новгородской губернии; результаты изложены им в диссертации «О влиянии Валдайской возвышенности на географическое распространение растений, в связи с очерком флоры западной части Новгородской губернии» (СПб., 1876).
В 1879 Гоби утверждён доцентом по кафедре ботаники с поручением читать отдел споровых и голосеменных растений.
В 1881 за исследование «Флоры водорослей Белого моря и прилегающих к нему частей Северного Ледовитого океана» получил степень доктора ботаники. Эта работа познакомила учёный мир с флорой совершенно до того неисследованной, малодоступной и отдалённой области и в частности со многими малоизвестными или совсем новыми формами морских водорослей.
В мае 1884 на международном конгрессе ботаников и садоводов в Санкт-Петербурге Гоби был избран учёным секретарём конгресса.
С 1886 издавал вместе с профессором А. Н. Бекетовым первый в России ботанический журнал «Ботанические записки» (Scripta Botanica).Был членом многих русских и заграничных научных обществ.
В 1880 профессор Ценковский назвал в честь Гоби один новый организм Gobiella (из группы Vampyrelleae); в 1889 немецкий ботаник профессор Рейнке посвятил Гоби морскую водоросль Gobia.Похоронен на Смоленском православном кладбище в Санкт-Петербурге.Гоби принадлежит серия переводов на русский язык выдающихся иностранных сочинений (Де-Бари, Цопфа, Декандоля, Кирхвера и др.) по ботанике, бактериологии, сельскому хозяйству и т. п.