沈向洋博士曾任微軟人工智能及研究事業部執行副總裁，直至2020年3月1日。他負責推動公司總體AI戰略及前瞻性研究與開發工作，涵蓋基礎設施、服務、應用程式和代理等業務。任職期間，他還主理包括必應(Bing) 等以人工智能為重點的產品群組，並領導微軟研究院這所國際一流的計算機科研機構，負責該研究院與公司工程團隊的整合。

2007年到2013年，沈博士擔任微軟公司資深副總裁，負責Bing搜索引擎的全球產品開發工作；在帶領Bing及在線服務的工程前，他主管微軟亞洲研究院的工作，並與亞太地區的大學開展合作研究計劃，同時掌管互聯網服務研究中心，該中心為一個應用研究機構，專門為微軟搜索平台和廣告提升技術。

沈博士於1996年加入位於美國華盛頓州雷德蒙德的微軟研究院，任計算機視覺組研究員。 1998年，他回到北京並成為微軟中國研究院(其後改名為微軟亞洲研究院)的創始成員，在此開啟了為期九年的研究員生涯，之後升任該院研究經理、副院長、院長及微軟企業傑出工程師。

沈博士是美國電機電子工程師學會院士（IEEE Fellow）和計算器協會院士（ACM Fellow），擁有美國卡內基梅隆大學計算機學院博士學位，專攻機械人學，在計算機視覺及計算機圖形學領域貢獻卓越。他在2017年當選美國國家工程院外籍院士，2018年當選英國皇家工程院外籍院士。此外，他還是粵港澳大灣區數字經濟研究院的創始人、理事長。