Catedrático de derecho penal y procesal penal, derecho comparado, derecho penal internacional y derecho internacional público en la Facultad de Derecho de la Georg-August-Universität Göttingen (Alemania). Director General del Centro de Estudios de Derecho Penal y Procesal Penal Latinoamericano (CEDPAL) de la Universidad de Göttingen, Alemania. Juez del Tribunal Provincial (Landgericht) de Göttingen, Alemania, de marzo de 2006 hasta febrero de 2017 (actualmente con licencia). Juez del Tribunal especial para Kosovo (Kosovo Specialist Chambers), La Haya, Países Bajos, desde febrero de 2017. Amicus curiae del Tribunal para la Paz de la Jurisdicción Especial para la Paz, Bogotá, Colombia. Además, es profesor invitado permanente de la Facultad de Derecho de la Universidad de Lisboa, Portugal, desde mayo de 2021.
El 17 de septiembre de 2018 el Prof. Dr. Kai Ambos recibió la Orden Carlos Lemos Simmonds, que es otorgada por la Sociedad Colombiana de Prensa y la Embajada de Alemania en Bogotá. Premia la transparencia, la democracia, la amistad colombo-alemana, y el desarrollo social en Colombia. La Orden fue entregada en el salón Boyacá del Capitolio Nacional de Colombia.