Johannes Hess stammt aus einer armen Bauernfamilie aus der Wetterau. Aufgrund seines außergewöhnlichen, auch öffentlich beachteten Gedächtnisses wird er von einem eigens zu diesem Zweck gegründeten Komitee gefördert, um ihn auf ein Universitätsstudium vorzubereiten. Doch stattdessen tritt Hess 1801 als 15-jähriger in die Darmstädter Artillerieschule ein. Ohne über praktische Berufserfahrung zu verfügen, wird er 1807 zum Baukonduktor ernannt. Wenige Jahre später heiratet er die Witwe von Moritz Balthasar Borkhausen (1760 – 1806) und wird durch das von diesem hinterlassene Herbar zu botanischen Studien inspiriert.

Mittlerweile zum Landbaumeister avanciert, wird er mit der Trockenlegung des Schlossgrabens und schließlich – zusätzlich zu seinen bisherigen Aufgaben – mit der Anlage und Leitung des Botanischen Gartens beauftragt. Unterstützt wird er dabei von Hofgärtner Johann August Schnittspahn (1763 – 1842). 1820 unternimmt Hess eine Studienreise zum Jardin de Plantes in Paris. Zwei Jahre später veröffentlicht er das erste Verzeichnis der im Botanischen Garten kultivierten Gewächse, den „Elenchus Plantarum Horti Botanici Darmstadtii“. 1832 – der botanische Garten ist bereits in den Norden des Herrngarten verlegt worden – legt Hess einen weiteren Pflanzenkatalog vor. Im gleichen Jahr veröffentlicht er die „Übersicht der phanerogamischen natürlichen Pflanzen-Familien“ und beweist damit, dass er auf dem aktuellen Wissensstand seiner Zeit ist.

Hess steht über den Versand von Samenkatalogen und Samen im Austausch mit anderen botanischen Einrichtungen und nimmt an naturwissenschaftlichen Kongressen teil. Unter anderem korrespondiert er mit Goethe und bittet den Geheimen Rat in Weimar um Pflanzen für den Darmstädter Garten. Bereits seit 1813 ist er korrespondierendes Mitglied der 1808 gegründeten Wetterauischen Naturforschenden Gesellschaft, eine der ältesten dieser Art in Deutschland und der älteste noch bestehende eingetragene Verein in Hessen. In Darmstadt gehört er 1835 zu den Gründungsmitgliedern des Gartenbauvereins. 1837 – kurz vor seinem Tod am 23. Juni – wird er zum korrespondierenden Mitglied der Königlich Bayerischen Botanischen Gesellschaft zu Regensburg ernannt.