Karolien De Wael behaalde haar doctoraat als FWO-aspirant aan de Universiteit Gent in 2005. In 2011 begon ze haar academische loopbaan als onderzoeksprofessor (ZAPBOF) aan de Universiteit Antwerpen. Karolien De Wael is woordvoerder van A-Sense Lab (Antwerp Electrochemical and Analytical Sciences Lab), een onderzoeksgroep verbonden aan het Centre of Excellence NANOlab en het IOF consortium Enviromics. Zij begeleidde 27 doctoraten. Momenteel is ze voorzitter van het departement Bio-Ingenieurswetenschappen. K. De Wael coördineert het EU project BorderSens en het iBOF SOCan consortium.