Çetin Kaya Koç, Ağrı Naci Gökçe Lisesi eğitiminin ardından İstanbul Teknik Üniversitesi elektronik ve haberleşme mühendisliği bölümünü birincilikle bitirmiştir. Doktorasını University of California Santa Barbara'da elektronik ve bilgisayar mühendisliğinde yapmıştır. Koç, kriptografi mühendisliği, rasgele sayı üreteçleri, sonlu alanlar ve halkalar aritmetiği, homomorfik şifreleme ve makine öğrenmesi konularında araştırmalar yapmaktadır. Koç, birçok uluslararası kurum tarafından desteklenen Koç Lab isimli araştırma merkezinde doktora ve doktora-sonrası araştırmacıların çalışmalarını yönetmektedir.

Koç, dünyanın ikinci büyük kriptografi konferansı olan Cryptographic Hardware and Embedded Systems (CHES)'in kurucusudur (1999). Koç, Springer tarafından 2011'den beri yayınlanan, kriptografik donanım ve yazılım konularına odaklanmış Journal of Cryptographic Engineering dergisinin kurucu baş editörüdür. Koç, kriptografi mühendisliğine yaptığı katkılarından dolayı 2007 yılında IEEE Fellow (seçkin üye) seçilmiştir.

Google Scholar h-index değeri 45 olan Koç, Stanford PLOS 2019 araştırmasına göre en çok atıf alan 17,080 bilgisayar mühendisi arasındaki sırası 103'dür. Koç, ayrıca en çok atıf alan 100 Türk bilim insanı arasındadır.