Dominik Michels Arbeiten betreffen die Schnittstelle von künstlicher Intelligenz (KI) sowie computergestützter Simulation und Optimierung. Eine Anwendung besteht in der Algorithmen-basierten Produktentwicklung von Konsumgütern. Er ist in diesem Zusammenhang Gesellschafter der Berliner MetricsCosmetics GmbH, einem der Top-3 KI-Startups (Deutscher KI-Preis 2020), welches sich der Entwicklung (personalisierter) Hautpflege unter Einsatz von KI verschrieben hat. Er unterhält darüber hinaus seit 2016 Professuren für Informatik und Mathematik an der KAUST und nahm 2014 eine Forschungsprofessur für Informatik an der Stanford University auf.

Er studierte ursprünglich Informatik und Physik an der Universität Bonn und wurde an der dort ansässigen Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät als Stipendiat der Studienstiftung des deutschen Volkes mit dem Dissertationspreis seines Fachbereichs promoviert. Im Anschluss absolvierte er ein Postdoktorandenprogramm am Caltech. Professor Michels war außerdem von 2014 bis 2016 mit dem Max-Planck-Institut für Informatik affiliiert und Gastwissenschaftler an verschiedenen internationalen Institutionen. Studien- und Vortragsaufenthalte führen ihn u.a. an das Jet Propulsion Laboratory der NASA, das Joint Institute for Nuclear Research in Dubna bei Moskau, das MIT und an die Harvard University. Seine Arbeiten in der Industrie und in den Wissenschaften wurden zahlreich gefördert und ausgezeichnet, etwa mit dem Procter & Gamble Faculty Award für seine Beiträge innerhalb der Konsumgüterindustrie und die Implementierung von KI-basierten Methoden zur Beschleunigung der Forschung und Entwicklungszyklen innerhalb des Konzerns oder mit einem mit 1.25 Millionen Euro dotierten Artificial Intelligence Grant des Landes Nordrhein-Westfalen. Er lehnte 2019 einen Ruf an die Chalmers University und kürzlich einen Ruf auf eine Professur an der Universität Bonn ab.

Professor Michels berät die Bundesregierung unter Kanzlerin Angela Merkel zu digitalwirtschaftlichen Fragestellungen und wurde von Wirtschaftsminister Peter Altmaier in seinen Beirat Junge Digitale Wirtschaft berufen. Dort verantwortet er die Leitung des Bereichs KI. Er gehört dem Vorstand der Organisation CASA HOGAR an, welche sich für die Kolumbienhilfe im Erzbistum Köln engagiert.