Tom Lenaerts is gewoon hoogleraar aan de faculteit Computerwetenschappen van de Université Libre de Bruxelles (ULB), waar hij mede leiding geeft aan de Machine Learning Group, met een focus op machine learning, artificiële intelligentie, speltheoretische modellering en computationele biologie. Hij is gedeeltelijk verbonden als onderzoeksprofessor aan het Artificial Intelligence Lab van de Vrije Universiteit Brussel en is geaffilieerd onderzoeker aan het Center for Human-Compatible AI van UC Berkeley.

Tussen 2016 en 2024 was hij bestuurslid, vicevoorzitter en uiteindelijk voorzitter van de Benelux Association for Artificial Intelligence. Daarnaast was hij van 2017 tot 2021 directeur van het Interuniversity Institute of Bioinformatics in Brussel. Momenteel is hij academisch directeur van FARI, het Brusselse AI for Common Good-instituut, en nationaal contactpunt voor de CAIRNE-hub in Brussel.

Hij heeft gepubliceerd in uiteenlopende interdisciplinaire domeinen binnen AI en machine learning, met onderzoeksthema’s zoals optimalisatie, multi-agent systemen, collectieve intelligentie, evolutionaire speltheorie, computationele biologie en bio-informatica.