Từ 10/1996 - 10/2021
Giảng viên khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Từ 11/2001 - 12/2006
Nghiên cứu sinh Tiến sĩ, trường Đại học Trento, Italy; Nghiên cứu sau Tiến sĩ, trường Đại học Leuven, Vương quốc Bỉ (từ 2/2005)
2007
Giám đốc Trung tâm Đào tạo Quốc tế ITEC, Trưởng phòng Thí nghiệm Trí tuệ Nhân tạo AILab (từ 9/2009), trường Đại học Khoa học tự nhiên
Từ 12/2012 - 10/2017
Phó Hiệu trưởng trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Từ 7/2020
Phó Chủ tịch Hội đồng tư vấn Chương trình
“Nghiên cứu và phát triển ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) tại Thành phố Hồ Chí
Minh giai đoạn 2020-2030”
Từ 10/2017 - 5/2020
Bí thư Đảng ủy nhiệm kỳ 2020-2025 (từ 8/2020)
Phó Giám đốc Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Phó Giám đốc Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Phó Giám đốc thường trực Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (từ 10/2018)
Viện trưởng Viện Đào tạo quốc tế, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (kiêm nhiệm từ 1/2018)
Bí thư Đảng ủy Cơ quan Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (từ 5/2018)
Phó Bí thư Đảng ủy Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (từ 5/2020).
Trưởng phòng Thí nghiệm Trí tuệ nhân tạo (AILab), Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Từ 8/2020 - 1/2021
Phó Giám đốc thường trực Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Bí thư Đảng ủy Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Trưởng phòng Thí nghiệm Trí tuệ nhân tạo (AILab), Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Từ 1/2021 - 9/2025
Ủy viên Trung ương Đảng khóa XIII
Đại biểu Quốc hội khóa XV (6/2021), Ủy viên Ủy ban Văn hóa, Giáo dục của Quốc hội (đến 2/2025)
Ủy viên Ban Chấp hành Đảng bộ Thành phố (từ 6/2022)
Bí thư Đảng ủy Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Giám đốc Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Chủ tịch Hội đồng Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (từ 4/2022)
Hiệu trưởng lâm thời Trường Đại học Khoa học Sức khỏe, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (từ 7/2024 - 5/2025)
Trưởng phòng Thí nghiệm Trí tuệ nhân tạo (AILab), Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Từ 2/2021
Thành viên Ban Chỉ đạo về xây dựng đô thị sáng tạo tương tác cao phía Đông Thành phố Hồ Chí Minh
Từ 2/2025
Ủy viên là đại biểu Quốc hội hoạt động kiêm nhiệm của Ủy ban Văn hóa và Xã hội của Quốc hội khóa XV.
Từ 3/9/2025
Ủy viên Trung ương Đảng khóa XIII
Phó Bí thư Thường trực Đảng ủy, Thứ trưởng Thường trực Bộ Khoa học và Công nghệ (theo Quyết định số 1887/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ).
Từ 22/1/2026
Ủy viên Trung ương Đảng khóa XIV
Từ 3/2026
Đại biểu Quốc hội khóa XVI
Từ 4/2026
Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ