Kai Koch studierte Schulmusik und Chemie für das Lehramt an Gymnasien und Gesamtschulen in Detmold und Paderborn sowie Orgel und Chorleitung in Münster und Berlin. Nach der Promotion in Musikpädagogik an der Universität Paderborn war er von 2013 bis 2018 Studienrat. Es folgten Professuren für Musikpädagogik in der Sozialen Arbeit an der Katholischen Stiftungshochschule München und an der Universität Vechta. Seit 2024 ist er Professor für Musik und ihre Didaktik an der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in den Bereichen Musikpädagogik, Musikgeragogik sowie Chor- und Amateurmusik. Er gründete das Netzwerk „Singen im Alter“, ist seit 2022 Mitglied im Bundesvorstand des Bundesverband Musikunterricht e. V. und seit 2024 erster Vorsitzender der Deutschen Gesellschaft für Musikgeragogik e. V.