Artemio Payá Romá és Llicenciat en Medicina i Cirurgia per la Universitat d'Alacant (1991) i Metge Especialista en Anatomia Patològica després de completar la seua formació MIR a l'Hospital Universitari La Fe de València (1993–1997). Va obtenir el grau de Doctor en Medicina per la Universitat Miguel Hernández amb qualificació d'Excel·lent cum laude per unanimitat i Premi Extraordinari de Doctorat, amb una tesi centrada en la caracterització clínica, patològica i molecular del carcinoma colorectal amb alteració de la via reparadora de l'ADN.

Des de 1998 exerceix com a Facultatiu Especialista de Departament a l'Hospital General Universitari Dr. Balmis d'Alacant, on desenvolupa la seua activitat assistencial, investigadora i docent, incloent-hi la formació i supervisió de metges residents en Anatomia Patològica i la participació activa en comitès de tumors multidisciplinaris. És Professor Associat en el Departament de Biotecnologia de la Universitat d'Alacant, on imparteix docència en Anatomia Patològica i Organografía.

La seua activitat investigadora se centra en la patologia molecular del càncer colorectal, la síndrome de Lynch i la inestabilitat de microsatèl·lits. Ha sigut Investigador Principal en múltiples projectes finançats per l'Institut de Salut Carles III i l'ISABIAL, i col·labora com a investigador en nombrosos assajos clínics. És autor de més de 50 publicacions en revistes científiques internacionals d'alt impacte, entre elles JAMA, Gastroenterology, Gut, Journal of Clinical Oncology i Clinical Cancer Research, acumulant més de 3.000 cites. Així mateix, participa de manera habitual com a ponent i comunicant en congressos nacionals i internacionals de l'especialitat.

Entre els seus reconeixements destaquen el Premi a la Millor Tesi Doctoral de l'Il·lustre Col·legi Oficial de Metges d'Alacant (2009) i el Reconeixement a la Trajectòria Professional en investigació biomèdica atorgat per la Generalitat Valenciana. És Soci Numerari de la Societat Espanyola d'Anatomia Patològica (SEAP-IAP).