Han tok medisinsk embetseksamen (cand.med.) ved UiO i 1972 og hadde turnustjeneste i Sør-Varanger i Finnmark. Han har også vært overlege ved i helsevernet for psykisk utviklingshemmede i Finnmark. I midten av 1980-årene var han i en periode på halvannet år landsbylege i Zimbabwe. Han tok juridisk embetseksamen (cand.jur.) i 1988 og avla den juridiske doktorgrad (dr.juris.) i 1996. I 1997 ble han professor ved Institutt for offentlig rett ved UiO. Hans arbeidsfelt har særlig vært innen helserett, likestillingsrett og menneskerettigheter. Syse var leder av Likestillings- og diskrimineringsnemnda 2005-2009. Han har også vært instituttleder, tidsskriftsredaktør og er forfatter av flere fagbøker innen velferdsrettslige emner.