Brandtzæg har hovedfag i psykologi fra NTNU, og en PhD i medier og kommunikasjon fra Universitetet i Oslo. Spesialområdet er internett og sosiale medier, og han har forsket på hvordan vår nye digitale hverdag påvirker sosiale relasjoner og samfunnsengasjement. Han har særlig markert seg i den offentlig debatten om hvilke konsekvenser sosiale medier har på individer og samfunnet. I 2008 bidro Brandtzæg sammen med flere til at Redd Barna endret sine nettvettregler i 2009.