김선주 교수는 연세대학교 컴퓨터과학과 교수로 재직중이며, 연세대학교 인공지능대학원 사업단장을 맡고 있다. 2022년에는 연세대학교 최고 영예 중 하나인 언더우드 특훈교수로 선정되었다.

컴퓨터 비전과 3차원 장면 이해, 시퀀스 모델링을 연구하며, 기계가 시간의 흐름 속에서 시각 세계를 어떻게 인지하고 추론하는가를 중심 질문으로 삼고 있다. 영상 객체 분할 분야의 표준 기법으로 자리 잡은 Space-Time Memory Networks를 개발했으며, 최근에는 스트리밍 영상으로부터 4차원 공간을 끊김 없이 복원하고 이해하는 연구를 진행하고 있다. 또한 하나의 파운데이션 모델이 카메라의 모든 기능을 수행하는 새로운 세대의 사진, 즉 ‘생성형 사진(Generative Photography)’을 목표로 하는 Diffusion Camera 프로젝트를 이끌고 있다.

IEEE TPAMI 부편집장으로 활동하고 있으며, CVPR, ICCV, ECCV, NeurIPS에서 Area Chair 및 Senior Area Chair를 맡아 왔다. 2028년에는 컴퓨터 비전 분야 최고 학회인 CVPR의 프로그램 위원장을 맡을 예정이다.