Gilles Burel a obtenu le diplôme d'ingénieur de Supélec, France, en 1988, le doctorat de l'Université de Brest, France, en 1991, et le diplôme d'Habilitation à Diriger des Recherches en 1996. De 1988 à 1997, il a été ingénieur puis chef de projet à Thomson CSF, puis à Thomson Multimedia, Rennes, France, où il a travaillé sur le traitement d'images et la reconnaissance de formes. Depuis 1997, il est professeur de communications numériques, traitement de l'image et du signal à l'université de Brest. De 2008 à 2016, il a également été directeur adjoint du Lab-STICC CNRS UMR 6285 et il fait désormais partie de l'équipe de recherche SI3 de ce laboratoire. Ses recherches actuelles portent sur le traitement du signal pour les communications numériques, l'échantillonnage compressé, la sécurité de la couche physique et les communications quantiques.