Pierre Caye est directeur de recherche au CNRS, où, depuis le 1er janvier 2011, il dirige l'UPR 76.
Ancien élève de l'École normale supérieure, il mène ses recherches sur le De architectura de Vitruve et sur la théorie architecturale à l'âge humaniste et classique. Il s'agit de mesurer l'importance de la discipline architecturale non seulement dans la constitution de la théorie de l'art du XVème jusqu'au début du XIXème siècle, mais, plus généralement encore, dans l'élaboration d'un paradigme inédit de la technique, distant à la fois du monde des artisans et de celui des ingénieurs, paradigme qui certes annonce par maints traits (culture du projet, emploi des mathématiques, etc.) la technique des Modernes mais en entretenant avec la nature un rapport radicalement distinct de l'approche démiurgique que propose cette dernière. Recherche qui, à travers la perspective technique ainsi revisitée, permet de questionner différemment les rapports de l'homme au pouvoir et à son horizon métaphysique.
Il est aussi l’auteur d’un essai de philosophie morale : Morale et chaos. Principes d’un agir sans fondement (2008).