TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Yapay Zeka Mühendisliği Bölüm Başkanı, aynı zamanda Bilgisayar Mühendisliği Bölümü öğretim üyesidir. Yüksek lisans ve doktora derecelerini Mühendislik Yönetimi ve Sistem Mühendisliği alanında Missouri University of Science & Technology’den (Rolla, Missouri, ABD), lisans derecesini ise Elektrik-Elektronik Mühendisliği alanında Orta Doğu Teknik Üniversitesi’nden almıştır. Doktora sonrası 10 yıl boyunca ABD’de sırasıyla Marathon Electric, Beyond Inc ve MEMC Electronic Materials Inc. (şimdi sunEdison olarak değişti) firmalarında sistem mühendisi, yazılım mühendisi, ürün geliştirme mühendisi, proje yöneticisi görevlerinde bulunmuştur. 2005 yılında akademik hayata halen çalışmakta olduğu TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi (Ankara) Bilgisayar Mühendisliği bölümünde öğretim üyesi olarak dönmüştür. Dr. Özbayoğlu 2019 yılında da 4 ay boyunca Stanford Üniversitesinde ziyaretçi araştırmacı olarak görev yapmıştır. Dr. Özbayoğlu’nun araştırma alanları içinde örüntü tanıma, algoritmik alım-satım, yapay öğrenme, büyük veri analizi, bilgisayarla görü, derin öğrenme, evrimsel algoritmalar gibi konular bulunmaktadır. Ulusal ve uluslararası araştırma projelerinde yürütücü ve araştırmacı olarak görevleri bulunmaktadır. Çalışma konularında 130’un üzerinde uluslararası dergi ve konferans yayını ve iki adet Türkçe ders kitabı bulunmaktadır.