Koltai Júlia a számításalapú társadalomtudomány területén végez kutatásokat, amely az adattudomány és a társadalomtudományok metszetében található. Azt kutatja, hogy hogyan érthetőek meg társadalmi folyamatok és mintázatok nagyskálájú, főként digitális adatokon keresztül. Munkájában kvantitatív matematikai modelleket és mesterséges intelligencia alapú eszközöket használ társadalmi problémák elemzésére. 2007-ben diplomázott az ELTE szociológia szakán, survey statisztika szakirányon, 2013-ban védte meg doktori disszertációját és 2022-ben tartotta meg habilitációs előadását. 2017-ben elnyerte az Új Nemzeti Kiválóság Program ösztöndíját „A Big Data és a természetesnyelv-feldolgozás alkalmazása a társadalomtudományokban” című pályázatával, 2019-ben pedig az OTKA fiatal kutatói pályázatát „Az 1945 és 1989 közötti sajtó társadalomtörténeti elemzése a természetesnyelv-feldolgozás (NLP) módszereivel” címmel. 2022 óta a Bécsi Tudományos, Kutatási és Technológiai Alap „Humanized Algorithms: Identifying and Mitigating Algorithmic Biases in Social Networks” című kutatásának magyarországi csoportját vezeti. Júlia 2014-ben kezdett el kutatni az MTA Társadalomtudományi Kutatóközpontjában, amelyben jelenleg az MTA–TK Lendület Társadalmi Rétegződéssel Foglalkozó Digitális Társadalomtudományi Kutatócsoportját, továbbá az Egészségbiztonság Nemzeti Laboratórium társadalomtudományi kutatócsoportját vezeti tudományos főmunkatársként. 2019 és 2021 között a Central European University Department of Network and Data Science vendégprofesszora volt, az ELTE Társadalomtudományi Karán 2008 óta oktat, jelenleg habilitált docensként. Több doktori hallgatónak témavezetője, több mint 60 hazai és külföldi folyóiratcikk és könyvfejezet szerzője, a Társadalomtudományi Kutatóközpont „Év publikációja” díjának többszörös nyertese. 2020-ban megkapta az „ELTE ígéretes kutatója” díjat, 2022-ben pedig a Magyar Szociológiai Társaság által odaítélt Erdei Ferenc-emlékérmet, amellyel fiatal szociológusok kiemelkedő teljesítményét díjazzák.