David dirige l'équipe Google DeepMind à Toronto et est professeur d'informatique au département d'informatique et de sciences mathématiques de l'Université de Toronto Scarborough. Il s'est joint à l'Université de Toronto en octobre 2003. Auparavant, il a travaillé pendant quatre ans au sein des groupes d'analyse vidéo numérique et d'analyse perceptuelle de documents du Palo Alto Research Center (PARC) . Avant cela, il était professeur à l'Université Queen's à Kingston. Il s'est joint à l'équipe Google Brain en 2020.

David a été rédacteur adjoint (2000-2003) puis rédacteur en chef adjoint (2004-2008) de la revue IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence (PAMI). Il a été coprésident du programme des conférences IEEE CVPR (2003) et ECCV (2014). Il a siégé à des comités de sélection et a présidé des comités thématiques lors de nombreuses conférences sur la vision et l'apprentissage (CVPR, ECCV, ICCV, NIPS, ICML). Il est actuellement membre du conseil consultatif de l'IEEE TPAMI. Il est titulaire d'une chaire d'intelligence artificielle du CIFAR et membre du corps professoral du Vector Institute .

Les recherches de David portent sur divers aspects de la vision par ordinateur, des neurosciences visuelles, de l'apprentissage machine et de la biologie computationnelle. Ses travaux incluent les fondements mathématiques et les algorithmes pour l'analyse du mouvement visuel, le suivi, l'estimation de la pose et du mouvement humains, les modèles de stéréopsie et de perception du mouvement, les modèles de diffusion génératifs pour les images et les vidéos, la reconstruction 3D à partir du mouvement et de scènes, la recherche de similarités à grande échelle et la détermination de la structure biomoléculaire 3D par cryo-microscopie électronique. Il a reçu de nombreuses distinctions, dont le prix Koenderink 2010, la bourse de recherche Sloan, des prix pour ses articles lors des conférences ICCV, CVPR, UIST, BMVC et NeurIPS, ainsi que des prix pour l'ensemble de sa carrière décernés par CS-CAN et CIPPRS.