Kay Sunahara a rejoint la section Grèce et Rome antiques du département Art et Culture du ROM en 2010. Elle gère actuellement des collections de matériaux archéologiques provenant de la région méditerranéenne et de l'Europe préhistorique. Mme Sunahara supervise également le fonctionnement du laboratoire de pétrologie céramique du ROM. Archéologue de formation anthropologique, les recherches et le travail sur le terrain de Mme Sunahara se sont principalement concentrés sur la Méso-Amérique, en particulier sur les anciens Mayas du Belize et du Mexique.

En 2019, Mme Sunahara a été nommée à l'Université de Toronto en tant que professeur adjoint au département des civilisations du Proche et du Moyen-Orient. À ce titre, elle donne des cours sur les applications de la microscopie à lumière polarisée dans la recherche archéologique, les analyses de céramiques et l'archéométrie.