Faaij is hij een veel geciteerd, invloedrijk onderzoeker. Na scheikunde en milieuwetenschappen te hebben gestudeerd aan de UU deed hij onderzoek aan King's College London University en Princeton University. Hij promoveerde op onderzoek naar mogelijkheden van energieproductie uit biomassa en afval.

Hij is lid van diverse expert- en adviesgroepen op energiegebied en is 'Task Leader' van een internationaal netwerk van veertien landen ten aanzien van duurzame internationale bioenergiemarkten voor het International Energy Agency. Faaij is tevens adviseur voor de Europese Commissie, de VN, overheden, het bedrijfsleven en NGO's. Voor de IPCC werkte hij als zogenaamde Convening Lead Author voor het rapport over duurzame energie (2011) en als Lead Author voor het vierde (2007) en vijfde assessment rapport (2014). Daarnaast is hij benoemd tot 'Young Global Leader' door het World Economic Forum. Hij publiceerde meer dan vijfhonderd titels. Zijn voornaamste onderzoeksonderwerpen zijn duurzame energie en biobased economy, transport, energiesystemen, modellering en langetermijnscenario's, CO2-afvang en -opslag, technologisch leren en gerelateerd energie- en onderzoeksbeleid.