Après avoir fait ses débuts en Championnat d'Espagne Moto4 en 2019 avec le Team Viñales, Joel Esteban signe pour le Team Igax en PreMoto3 en 2020. Il y termine vice-champion d'Espagne dès sa première année et prend la direction de l'European Talent Cup en 2021 avec le même team. Pour sa première campagne, il parvient à monter sur le podium dès sa première course. Ses bonnes performances attirent l'attention de l'Aspar Junior Team, qui l'engage pour la saison 2021 dans la même catégorie. Le jeune Catalan enchaîne trois victoires consécutives et montera sur quatre podiums supplémentaires. Cependant, une série de problèmes physiques l'écarte de la lutte pour la couronne. En 2023, il intègre le FIM JuniorGP™ Finetwork et signe quatre podiums, deux victoires, une pole position et un top 4 au classement général. En 2024, Joel Esteban fait le saut en Championnat du Monde Moto3™ au sein de l'équipe Aspar et réalise de belles performances avec notamment une quatrième place au Mans. Cependant, la suite de la saison est plus compliqué pour l'Espagnol, qui perd son guidon en mondial. Il redescend en Championnat du Monde junior en 2025 mais est régulièrement appelé pour disputer quelques wildcards en Moto3™. Quatrième en Australie et au Portugal, le jeune homme retrouve un poste de titulaire en 2026, sous les couleurs de Level Up - MTA.