Ümit Kaya doktora eğitimini Ankara Üniversitesi'de 2019 yılında tamamladıktan sonra, 2019-2021 yılları arasında Boğaziçi Üniversitesi'nde Doktora Sonrası Araştırmacı olarak görev yapmıştır. Bu süreçte yüksek enerji fiziği ve hızlandırıcı teknolojileri alanlarında çalışmalar yürütmüştür. Ardından, 2021-2022 yıllarında İstinye Üniversitesi'nde, 2022-2023 yıllarında ise Türkiye Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu (TENMAK) - Nükleer Enerji Araştırma Enstitüsü'nde (NÜKEN) Uzman Araştırmacı olarak çalışmıştır.
2023 yılında Ankara Üniversitesi Hızlandırıcı Teknolojileri Enstitüsü'nde Dr. Öğr. Üyesi olarak akademik kariyerine devam etmiştir. Dr. Kaya'nın araştırmaları hızlandırıcı fiziği, parçacık ıdemetlerinin dinamikleri ve hızlandırıcı teknolojileri ve bunların uygulamaları üzerinedir.