Karel van Gils tiene un máster en microelectrónica y comenzó su carrera en ICOS Vision Systems, una empresa derivada de la Universidad Católica de Lovaina especializada en metrología e inspección de semiconductores. Dirigió el equipo encargado de desarrollar ópticas y algoritmos de última generación.
Tras la adquisición de ICOS por parte de KLA en 2008, Karel pasó a ser director de ingeniería, donde supervisó el desarrollo de nuevas plataformas de inspección y metrología y ayudó a definir la hoja de ruta de la estrategia tecnológica de la empresa.

En 2018, se incorporó a imec como director de I+D Fab, gestionando una amplia gama de responsabilidades, entre las que se incluyen la coordinación de la línea piloto y la gestión de la cartera de proyectos. Desde 2023, ha desempeñado un papel fundamental en el establecimiento de la presencia de imec en España, contribuyendo a todos los aspectos de la iniciativa, desde la creación de un ecosistema hasta el diseño de una fábrica piloto de 300 mm.

Recientemente ha sido nombrado director general regional de imec España.