Prof. Broich ist Mediziner (Neurologie, Psychiatrie, kognitive Verhaltenstherapie) und seit 2014 Präsident des Bundesinstituts für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) in Bonn.

Seine aktuellen Aktivitäten im europäischen Netzwerk der Zulassungsbehörden sind Mitglied des Verwaltungsrates der Europäischen Arzneimittelagentur (EMA MB), Vorsitzender der Network Portfolio Advisory Group (NPAG). Er ist Mitglied der Heads of Medicines Agencies (HMA) Management Group und hat derzeit deren Vorsitz übernommen. Des Weiteren ist er Co-Chair des Darwin EU Advisory Board der EMA.

Seine wissenschaftlichen Schwerpunkte liegen auf klinischer Psychopharmakologie, Bildgebung bei neurodegenerativen Erkrankungen und anderen möglichen Biomarkern und Demenz sowie u. a. der Methodik klinischer Studien. Prof. Karl Broich ist Autor und Koautor von über 230 Aufsätzen (wissenschaftliche Originalarbeiten, Rezensionen, Buchbeiträge).