Brunner est chercheur au laboratoire "Pollution de l'air / Technologie de l'environnement" de l'Empa, où il dirige depuis 2006 le groupe de recherche "Modélisation de l'atmosphère et télédétection". Il est spécialisé dans la modélisation de la qualité de l'air, l'estimation inverse des émissions de gaz à effet de serre, la télédétection des gaz à l'état de traces et l'étude de la qualité de l'air urbain et du climat du centre-ville. En collaboration avec son équipe de l'Empa, il développe une série de modèles atmosphériques avancés qui se concentrent sur les échelles régionales et urbaines.

Dominik Brunner a terminé ses études de physique à l'ETH Zurich en 1992 avec une spécialisation en physique atmosphérique et en électronique quantique, après quoi il a obtenu son doctorat, également de l'ETH Zurich. Après un séjour de recherche de deux ans aux Pays-Bas à l'Institut météorologique royal des Pays-Bas, il est retourné à l'ETH Zurich en 2000. Il y enseigne toujours le cours de Master "Chimie troposphérique" au département des sciences des systèmes environnementaux et une partie du cours "Building Physics IV : Urban Physics" au département d'architecture.