Ο Αθανάσιος Παπαϊωάννου είναι Επίκουρος Καθηγητής στο Τμήμα Τεχνολογιών Ψηφιακής Βιομηχανίας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών και Κύριος Ερευνητής στο Εργαστήριο Υπηρεσιών, Τεχνολογίας και Οικονομικών (http://stecon.cs.aueb.gr) του Οικονομικού Πανεπιστήμιου Αθηνών (ΟΠΑ). Διαθέτει Πτυχίο (1998) και Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Ειδίκευσης (2000) από το Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών του Πανεπιστημίου Κρήτης, και Διδακτορικό Δίπλωμα (2007) στην Πληροφορική με «Άριστα» από το Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών.
Η διατριβή του ήταν στην περιοχή των οικονομικών δικτύων με τίτλο «Αρχιτεκτονικές Συλλογής Λογιστικών Δεδομένων και Μηχανισμοί Κινήτρων/ Χρέωσης σε Τηλεπικοινωνιακά Περιβάλλοντα». Από το 2008 έως το 2013, ήταν μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) στο εργαστήριο κατανεμημένων πληροφοριακών συστημάτων.
Διαθέτει 80 δημοσιεύσεις με διαδικασία κρίσης (μεταξύ των οποίων 1 βιβλίο και 15 άρθρα σε περιοδικά) που έχουν τύχει αξιοσημείωτης αναγνώρισης από την επιστημονική κοινότητα με περισσότερες από 1950 ετεροαναφορές.
Τα κύρια επιστημονικά του ενδιαφέροντα περιλαμβάνουν τη βέλτιστη διαχείριση πόρων υπολογιστικών νεφών, το κατανεμημένο καθολικό, μηχανισμούς απόκρισης ζήτησης στο ευφυές ηλεκτρικό πλέγμα, μηχανισμούς κινήτρων σε τηλεπικοινωνιακά περιβάλλοντα, και ζητήματα εμπιστοσύνης και ιδιωτικότητας. Έχει συνεισφέρει ερευνητικά στις ανωτέρω ερευνητικές περιοχές σε πάνω από 22 ερευνητικά έργα Ευρωπαϊκής και εθνικής χρηματοδότησης.