Научните интереси на проф. Костянев са в областта на функционалната белодробна диагностика, детската респираторна физиология, физиологията и патофизиологията на физическото натоварване и съня. Той е създател на научна школа в областта на функционалната белодробна диагностика. Участвал е активно в управлението на много научноизследователски, образователни, инфраструктурни и бизнес ориентирани проекти, финансирани по национални, европейски и международни програми, се посочва в съобщението на правителствената пресслужба.
Под ръководството на проф. Костянев са реализирани 27 научни проекта, четири национални програми, седем проекта за научна периодика, седем големи инфраструктурни проекта и три големи образователни проекта с европейско финансиране. Той е директор на научноизследователския институт при Медицинския университет (МУ) в Пловдив, който стимулира и подпомага развитието на научния потенциал в областта на медицината. Благодарение на създаването на института, Медицинският университет в Пловдив през 2021 г. получи статут на Научноизследователски университет - един от седемте в страната. Проф. Костянев е уважаван член на специализирани научни съвети и организации в страната и в чужбина.
От 2011 г. до 2019 г. проф. Костянев е ректор на МУ-Пловдив. По време на неговото управление значително се увеличава броят на чуждестранните студенти в университета, което е своеобразна оценка за качеството на обучение и за международния му престиж, както и признание за висшето медицинско образование в страната като цяло.