Ο Νικόλαος Γ. Παπαϊωάννου σπούδασε στην Κτηνιατρική Σχολή του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Στη συνέχεια, ξεκίνησε την εκπόνηση της διδακτορικής του διατριβής, την οποία υποστήριξε το 1991. Το 1995 εξελέγη Λέκτορας στο Εργαστήριο Παθολογίας του Τμήματος Κτηνιατρικής. Το 2012 εξελέγη Καθηγητής πρώτης βαθμίδας. Από το 2013 έως σήμερα είναι Διευθυντής του Εργαστηρίου Παθολογίας. Διετέλεσε Πρόεδρος του Τμήματος Κτηνιατρικής και Αναπληρωτής Κοσμήτορας της Σχολής Επιστημών Υγείας του ΑΠΘ, από το 2017 έως το 2019. Στις 11 Ιουνίου του 2019 εξελέγη Πρύτανης του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, αναλαμβάνοντας καθήκοντα από την 1η Σεπτεμβρίου του ίδιου έτους. Έχει εκπαιδευτεί στα εργαστήρια παθολογίας των κτηνιατρικών σχολών της Ζυρίχης, της Ουτρέχτης και του Ουισκόνσιν των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής. Το εκπαιδευτικό του έργο σχετίζεται με το αντικείμενο της παθολογίας, ενώ το επιστημονικό-ερευνητικό του έργο επικεντρώνεται στην ιστοπαθολογική και ανοσοϊστοπαθολογική μελέτη των βλαβών της νόσου με έμφαση στη νευροπαθολογία. Συγκεκριμένα, ασχολείται με τη μελέτη της παθογένειας της γνωστικής δυσλειτουργίας και της παθογένεσης του όγκου. Ο κ. Παπαϊωάννου είναι συντονιστής έργου σε διάφορα ελληνικά και διεθνή ανταγωνιστικά ερευνητικά προγράμματα, καθώς έχει δημοσιεύσει και πολλά επιστημονικά άρθρα σε διακεκριμένα διεθνή επιστημονικά περιοδικά.