Nøttestad er utdannet ingeniør i teknisk miljøvern/akvakultur ved Høgskolen i Stavanger i 1989. Han tok cand. mag. i generell biologi ved Universitetet i Bergen i 1991 og ble cand.scient. i fiskeribiologi samme sted i 1994. I 1999 ble han dr.scient. i marine økologiske systemer med avhandlingen «Spatial aspects of life cycle adaptation in adult herring».