Tümay Karakaya, yapay zeka (YZ), makine öğrenimi ve özellikle derin öğrenme alanlarında uzmanlaşmış bir bilim insanı ve akademisyendir. Çalışmaları, doğal dil işleme (DDİ), bilgisayar görüşü ve pekiştirmeli öğrenme gibi çeşitli YZ uygulamalarına odaklanmaktadır.
Karakaya, akademik kariyeri boyunca çeşitli üniversitelerde araştırmalar yürütmüş ve dersler vermiştir. Özellikle, YZ etiği ve YZ'nin toplumsal etkileri üzerine yaptığı çalışmalarla tanınmaktadır. YZ sistemlerinin adil, şeffaf ve sorumlu bir şekilde geliştirilmesi ve kullanılması konularına büyük önem vermektedir. Ayrıca, YZ alanında kadınların ve diğer azınlık grupların temsilini artırmaya yönelik çabalara da aktif olarak katkıda bulunmaktadır.