Catedrático de Ciencias de la Imagen desde 2005. Ha impartido más de 350 conferencias y charlas en todo el mundo. Su libro Virtual Art. From Illusion to Immersion (MIT Press) es, con más de 2000 citas, la monografía de historia del arte más citada desde el año 2000. Sus principales investigaciones se centran en las historias del arte mediático, las imágenes inmersivas, el arte y la emoción, la vida artificial y las humanidades digitales.

Grau desarrolló el primer Archivo de Arte Digital (ADA) internacional desde 1998, financiado por la Fundación Austriaca para la Ciencia (FWF) y el Ministerio Federal de Educación, Ciencia e Investigación de Austria (BMBWF). Algunas de sus publicaciones recientes son Imagery in the 21st Century (MIT Press, 2011), Museum and Archive on the Move (2017) y Retracing Political Dimensions (2021). Grau fue director fundador de la serie de conferencias mundiales MediaArtHistories. En 2015 fue elegido miembro de la Academia Europea y en 2019 recibió el Premio de Ciencias del Estado de Baja Austria.