Kjetil Tørseth er utdannet ved NTNU i Trondheim der han ble cand. scient. i 1992 og dr. scient. i 1999. Han har vært ansatt ved NILU som forsker siden 1992, og siden våren 1999 har han vært forskningsdirektør ved NILUs avdeling for atmosfære og klimaforskning (ATMOS).
Ved NILU arbeider Tørseth med forskning innen grenseoverskridende luftforurensning / langtransport. Han arbeider med tolkning og anvendelse av måledata, beregning av tilførsler av luftforurensninger og endringer av disse. Han er leder av EMEP Chemical Coordinating Centre, og deltar i en rekke internasjonale programmer knyttet til atmosfærisk sammensetning. Han er ansvarlig for NILUs database EBAS, et internasjonal ledende infrastruktur for lagring av atmosfæredata. Han leder også WMO global atmosphere watch – world data centre for reactive gases (GAW-WDCRG) Han har deltatt og vært prosjektleder for en rekke prosjekter både i Norge og i utlandet. Hans avhandling for Dr. scient graden hadde tittelen: “The atmospheric chemistry and deposition of major inorganic compounds in rural areas of Norway”.