김영오 교수는 서울대학교 공과대학 토목공학과에서 학사학위를 취득한 후 University of Cincinnati에서 석사학위를, University of Washington에서 토목환경공학 박사학위를 받았다. University of Washington의 Visiting Scientist와 미국 NASA Global Hydrology & Climate Center의 Research Associate를 거쳐 1999년 서울대학교에 부임하였으며, 현재 건설환경도시공학부 교수로 기후변화 적응 수자원 연구실을 이끌고 있다. 국토해양부 '기후변화에 의한 수문 영향분석과 전망' 연구단 단장을 맡았고, 국제수리학회(IAHR) 수자원관리위원회 위원장과 아시아·오세아니아지구과학회(AOGS) 수문과학분과 회장을 역임하였다. 대한토목학회 학술상(2017), 한국수자원학회 학술상(2018), 과학기술우수논문상(2021)을 수상하였고 세계 물의 날 국무총리 표창(2018)을 받았다. 서울대학교 학생처장(2021–2023)을 거쳐 2024년부터 공과대학 학장으로 재직하고 있다.

미래의 물을 하나의 값이 아니라 확률로 다루고, 그 불확실성을 실제 의사결정으로 연결하는 것을 일관된 연구 주제로 삼아 왔다. 앙상블 유량예측을 국내에 도입하고 기후 정보와 통계적 보정을 결합해 예측 체계를 발전시켜 왔으며, 이렇게 얻은 확률 예측을 저수지 운영 최적화에 직접 입력하여 예측의 정확도가 곧 운영의 이득으로 이어지는 경로를 규명하였다. 또한 기후변화 영향평가의 여러 단계에서 발생하는 불확실성을 정량화하고 이를 축소하기보다 보존하는 접근을 제안하였으며, 최근에는 비정상성과 불확실성 아래에서도 안정적으로 작동하는 강건하고 적응적인 수자원 운영 전략을 연구하고 있다.