1976’da Almanya’nın Schweinfurt kentinde doğdu. Merz Academy Stuttgart’ta iletişim tasarımı öğrenimi gördükten sonra, video klipler ve reklam filmleri için yapımcı, kurgucu ve yönetmen olarak çalıştı. Yapımcı Jochen Laube ile birlikte uzun metrajlı iki belgesel filme imza attı: Gökhan Bulut’la birlikte yönettiği Türkiye’deki iç göçü müzik kültürü üzerinden inceleyen Arabeks (2010) ve Türkiye sinema endüstrisini Yeşilçam ve Hollywood filmlerinin yerli kopyaları üzerinden inceleyen Motör: Kopya Kültürü ve Popüler Türk Sineması (2014). İlk gösterimini Locarno Film Festivali’nde yapan filmin dünya çapındaki çeşitli festivallerde yüzün üzerinde gösterimi yapıldı. Çalışmalarında ağırlıkla buluntu video görüntüleri ve arşiv malzemelerden yararlanır. Londra merkezli Forensic Architecture grubunun 2017 tarihli araştırmacı filminin kameramanlığını yürüttü ve film aynı yıl documenta 14’te prömiyerini yaptı. Son belgeseli Aşk, Mark ve Ölüm 2022’de prömiyerini yaptığı Berlin Film Festivali’nde Panorama İzleyici Ödülü’nü kazandı. Cem Kaya, Ekim 2023–Ocak 2024 tarihleri arasında Tarabya Kültür Akademisi’nde konuk sanatçı olarak bulunmakta.