Joana Maria Palou i Sampol es llicencià en filosofia i lletres, especialitat d’història de l’art, a la Universitat de Barcelona, amb la tesi de llicenciatura Arquitectura religiosa de la repoblación catalana en Mallorca, siglos xiii y xiv (1974). Va ingressar al Cos Facultatiu de Conservadors de Museus. Ha estat directora conservadora del Museo de Bellas Artes de Sevilla (1976-1979) i del Museo de Arte Contemporáneo (1977-1979), també de Sevilla, conservadora de la Secció de Belles Arts (1980-2000) i directora (2002-2018) del Museu de Mallorca, professora associada de la Universitat de les Illes Balears (1994-1999), i directora insular de Cultura i Patrimoni del Consell de Mallorca (2000-2002).
  Quant a les tasques museístiques, ha redactat el projecte museològic i ha coordinat el darrer muntatge de les sales dedicades a les belles arts i a les arts decoratives dels segles xiii al xx del Museu de Mallorca (2015).
  El seu àmbit de recerca està en relació directa amb l’estudi i la catalogació de les col·leccions del Museu de Mallorca i el seu entorn cultural, tot i que s’interessa d’una manera especial per l’art medieval a Mallorca i, sobretot, per l’escultura gòtica.

Ha comissariat o ha participat en el comissariat de diverses exposicions temporals sobre el patrimoni històric i artístic de les Illes Balears, entre les quals «Nostra Dona Santa Maria dins l’art mallorquí» (Palma, 1988), «Antoni Ribas» (Palma, 1991), «Balearic Byways» (Washington, 1992), «Eucharistia. Art eucarístic» (Palma, 1993), «Miró damunt paper» (Palma, 1993), «Natura en repòs» (Palma, 1994), «Laureà Barrau» (Eivissa, 1996), «Mallorca gòtica» (Barcelona, 1998; Palma, 1999), «Commemoració del 750è aniversari de la butlla del papa Innocenci IV. 1248-1998» (Palma, 1999), «El toro i la mediterrània» (Palma, 2000; Salamanca, 2001), «El cavaller i la princesa» (Palma, 2003), «En temps del rei en Jaume» (Palma, 2009), «Miquel Barceló. Terra-Mare. Le royaume au milieu de la mer» (Avinyó, 2010), per als catàlegs de les quals ha redactat diversos articles i fitxes de catalogació.
  Entre altres publicacions, es poden esmentar «Techumbres mudéjares en Mallorca» (Bolletí de la Societat Arqueològica Lul·liana, Palma, 1974), amb Lluís Plantalamor; «Notas sobre la arquitectura religiosa de la colonización catalana en Mallorca (siglos xiii y xiv)» (Bolletí de la Societat Arqueològica Lul·liana, Palma, 1976); Els López dins la pintura del segle xvi a Mallorca (Palma, Sa Nostra, 1988), amb el P. G. Llompart i J. M. Pardo; «L’escultura gòtica» (amb el P. G. Llompart) i «El cor» (amb el P. Llompart i I. Mateo), ambdós treballs a La Seu de Mallorca (Palma, J. J. Olañeta, 1995); «De portal a portal: innovació i tradició a l’escultura mallorquina del segle xv», a XVIII Jornades d’Estudis Històrics Locals (Palma, 2000), amb el P. G. Llompart; «Joan Rosat, pintor florentí», a Homenatge a Jaume Martorell (Porreres, 2008); «La capella funerària del bisbe Berenguer Batle a la Seu de Mallorca», a Els amics al pare Llompart (Palma, 2009); «Els àngels que entaylava mestre Arnau de Campredon», a In amicitia. Miscel·lània d’estudis en homenatge a Jordi H. Fernández (Eivissa, 2014); «L’escultura del deambulatori de l’església de Santa Eulàlia», a XXVIII Jornades d’Estudis Històrics Locals (Palma, 2010); Mossèn Alcover i la dissolució del Museu Arqueològic Diocesà: tres inventaris (Palma, 2012; en línia), amb R. M. Aguiló i M. M. Gaita; «De l’enteixinat a la trona de l’església del Prat de Sant Jordi i algunes notes sobre trones gòtiques a Mallorca», a L’entreteixit del temps. Miscel·lània d’homenatge a Lluís Plantalamor (Palma, 2015); Guia del Museu de Mallorca. Sales de belles arts i arts decoratives. Segles xiii al xx (Palma, 2015), amb la col·laboració de R. M. Aguiló.
  Ha col·laborat en obres col·lectives, com ara Gran enciclopèdia de l’escultura i la pintura a les Illes Balears (Palma, Promomallorca, 1996), Catalunya romànica (Barcelona, Enciclopèdia Catalana, 1997) i L’art gòtic a Catalunya (Barcelona, Enciclopèdia Catalana, 2003), amb contribucions sobre art i artistes relacionats amb Mallorca.