Gian Luca Marcialis ha conseguito la Laurea a ciclo unico in Ingegneria Elettronica ed il Dottorato di Ricerca in Ingegneria Elettronica e Informatica presso l'Università degli Studi di Cagliari, rispettivamente nel 2000 e nel 2004.
Attualmente è Professore Associato di Sistemi di Elaborazione delle Informazioni presso l'Università degli Studi di Cagliari con abilitazione scientifica nazionale al ruolo di Professore Ordinario. Afferisce al Dipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica.

E' fondatore e responsabile dell'Unità Biometria facente capo al Pattern Recognition and Applications Lab, diretto dal Prof. Fabio Roli fin dal 1998. L'Unità è attiva nel campo delle tecnologie biometriche (impronte digitali e palmari, volti, EEG, andatura) con progetti nazionali ed internazionali. realizzati anche in collaborazione con aziende richiedenti il trasferimento delle innovazioni scientifiche dell'Unità in tecnologia vendibile nel mercato. Sulle tematiche di ricerca dell'Unità, il Prof. Marcialis ed il suo staff hanno pubblicato oltre cento articoli nelle principali riviste e conferenze scientifiche internazionali.

E' fondatore ed organizzatore della International Fingerprint Liveness Detection Competition, dal 2009 fino al 2021 giunta alla settima edizione. Lo scopo della competizione è la valutazione dello stato dell'arte tecnologico sui sistemi anti-contraffazione delle impronte digitali. E' ora in preparazione l'ottava edizione. 

E' responsabile del nodo di Cagliari del Laboratorio "Informatica e Società" promosso dal Consorzio Interuniversitario Nazionale per l'Informatica (CINI).

E' membro del Consiglio di Dottorato di Ricerca in Ingegneria Elettronica ed Informatica (DRIEI) e del Dottorato di Ricerca in "Capacity Building for Global Health".

Revisiona articoli per le più diffuse riviste e conferenze internazionali su pattern reconition, computer vision e intelligenza artificiale.

Il Prof. Marcialis è membro IEEE Senior e IAPR.