Steen Gammeltoft fik sin lægevidenskabelige embedseksamen i 1967 og blev i 1969 ansat ved Københavns Universitet.
Det blev starten på en lang forskerkarriere inden for den medicinske grundforskning, hvor han bidrog med flere opdagelser. Hans forskningsfelt er bredt og spænder fra insulins virkninger til kræftcellers vækst, nervecellers overlevelse og søvnens biologi. De første 15 år forskede han i insulins molekylære struktur og funktion, der gav ham den medicinske doktorgrad i 1985. Han delte sin viden om insulin molekylet med Novo Nordisk, hvor han var ansat som konsulent i 8 år og deltog i udviklingen af de nye insulin præparater til behandling af diabetikere. Forskningen førte Steen Gammeltoft til udlandet som gæsteforsker på universitetet i Nice, Frankrig, og gæsteprofessor ved Harvard Medical School, USA . I 1994 skiftede han fokus til vækstfaktorers virkninger på hjernens vækst og fornyelse af nerveceller, et område, som førte til et job som konsulent på NeuroSearch. I 1998 blev han udnævnt til adjungeret professor i fem år og leder af Forskningscenter for Vækst og Regeneration ved Københavns Universitet. Han har offentliggjort 175 videnskabelige artikler i ansete internationale tidsskrifter. Sideløbende med forskningen har han arbejdet som læge på københavnske hospitaler, uddannet sig til speciallæge i klinisk biokemi og siden 1993 som ledende overlæge på Glostrup Hospital.
