연세대 교육대학원 교수이자 연세대 교육개발센터(Center for Teaching & Learning) 1호 연구원. 뇌과학 기반의 동기부여와 교수학습 방법을 연구했다. 학부와 교육대학원생들을 대상으로 ‘교육방법 및 교육공학’, ‘학습동기’, ‘말하기와 토론’을 가르치고 있다. 연세대학교 화학과를 졸업했고, 교육학과 학부와 석사·박사 학위를 최우등으로 수여받다. 2020·2006년 교육대학원 우수강의상, 2020·2012년 연세대 연구업적 우수교수상, 국제커뮤니케이션학회(International Communication Association) 우수논문상을 수상했다. 스위스 로잔연방공과대학교, 영국 유니버시티칼리지 런던의 뇌과학센터, 미국 버지니아대학교의 뇌과학센터에서 방문 교수로 뇌과학과 동기에 대한 연구를 수행해왔다.

주요 저서로 《뇌과학 기반 동기와 학습》, 《뇌과학과 동기이론에 기반한 교수학습방법 연구와 적용의 새로운 패러다임》, 《명강의 핵심전략》 등이 있다.

김은주 교수의 ‘말하기와 토론’ 강의는 연세대학교 인생 강의로 유명하다. 처음에는 학생들이 누구에게도 지지 않는 토론법을 기대하고 수강 신청을 했다가 종강할 즈음에는 나로서 행복하게 사는 지혜, 주변 사람들과 행복한 관계를 맺는 법을 깨닫고, 매력과 능력을 갖춘 러버블 스타(Lovable Star)로 사는 법을 배우고, 후배들에게 강력하게 추천하게 된다. 실제로 ‘역대급 명강의’, ‘연대생이라면 꼭 들어야 하는 강의’와 같은 강의 후기가 빼곡하다. 이 책에서는 실제 강의에서 강조하는 3가지 행복의 핵심 가치인 자율성, 유능성, 관계성이 어떻게 행복한 삶에 기여하는지 들여다보고, 나 자신으로 살면서 원하는 것을 성취하는 방법을 탐구한다.