Maître de conférences en psychologie clinique, Antoine Bioy exerce au laboratoire de psychopathologie et de psychologie médicale (LPPM) de l'université de Bourgogne. Il est aussi psychologue clinicien et hypnothérapeute au sein de l’unité de prise en charge des douleurs et des soins palliatifs du CHU Bicêtre. Il assure en outre des missions d'expertise pour la Haute Autorité de la Santé et participe à plusieurs comités ministériels autour de la douleur et des soins palliatifs.
Par ailleurs, Antoine Bioy est vice-président de la Société Française d'Etude et de Traitement de la Douleur (SFETD) et du Groupement pour l'Etude et les Applications Médicales de l'Hypnose (GEAMH).