H Όλγα Χ. Θεμελή, Σπούδασε Νομικά στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης και Ψυχολογία στο Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Μετά την ολοκλήρωση της διδακτορικής της διατριβής, εργάστηκε ως ερευνήτρια στον Τομέα Κλινικής Ψυχολογίας της Σχολή Ψυχολογίας του Vrije Universiteit Amsterdam και ως εγκληματολόγος στο Διεθνή Οργανισμό μη κυβερνητικού χαρακτήρα Defence for Children International (ΝL). Το διάστημα 2003-2007 ήταν Ειδικός Επιστήμονας στον Κύκλο για τα Δικαιώματα του Παιδιού της Ανεξάρτητης Αρχής «Συνήγορος του Πολίτη». Σήμερα είναι Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Εγκληματολογικής Ψυχολογίας στο Τμήμα Ψυχολογίας του Πανεπιστημίου Κρήτης. Τα ερευνητικά της ενδιαφέροντα περιλαμβάνουν:
α) ζητήματα σωφρονιστικής ψυχολογίας (π.χ τα δεινά του εγκλεισμού, η ψυχική υγεία των κρατουμένων, η αυτοκτονική συμπεριφορά, οι επιπτώσεις της φυλάκισης στους ανήλικους παραβάτες του νόμου, οι συνέπειες του αποχωρισμού στα παιδιά των φυλακισμένων γονιών, κ.ά) και
β) ζητήματα θυματοποίησης ανηλίκων (π.χ δικανική εξέταση ανήλικων θυμάτων κακοποίησης από τους φορείς του Σύστηματος Ποινικής Δικαιοσύνης, ζητήματα μνημονικής ικανότητας αξιοπιστίας, τεχνικές συνέντευξης, βασικές αρχές δεοντολογίας). Yπήρξε μέλος του Κεντρικού Επιστημονικού Συμβούλιο Φυλακών (ΚΕΣΦ) του Υπουργείου Δικαιοσύνης και Εθνική εμπειρογνώμονας του Συμβουλίου της Ευρώπης (Council of Europe) για ζητήματα ψυχικής υγείας και πρόληψης αυτοκτονιών στα Καταστήματα Κράτησης της χώρας (“Strengthening prison healthcare in Greece”). Επίσης, διατέλεσε πρόεδρος του Κεντρικού Επιστημονικού Συμβουλίου για την Πρόληψη και την Αντιμετώπιση της Θυματοποίησης και της Εγκληματικότητας των Ανηλίκων (ΚΕΣΑΘΕΑ) του Υπουργείου Δικαιοσύνης και έλαβε μέρος σε πολλές νομοπαρασκευαστικές επιτροπές για τα ανήλικα θύματα. Έχει συγγράψει δύο βιβλία για τη δικανική συνέντευξη και τις καταθέσεις των κακοποιημένων παιδιών («Τα Παιδία καταθέτει» και «Παιδιά χαμένα στην κατάθεση» Εκδόσεις Τόπος, 2014) και πολλά άρθρα για τη θυματοποίηση ανηλίκων σε επιστημονικά περιοδικά και κεφάλαια βιβλίων.
Είναι μέλος του Ανώτατου Συμβουλευτικού Συμβουλίου “Hope For Children” CRC Policy – Διεθνούς Ανθρωπιστικού και Ανεξάρτητου Οργανισμού που ιδρύθηκε με βάση τα πρότυπα και τις αρχές της Σύμβασης των Ηνωμένων Εθνών για τα Δικαιώματα του Παιδιού και το Δίκαιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Παράλληλα, έχει λάβει μέρος σε πολλά εθνικά και ευρωπαϊκά ερευνητικά προγράμματα για τα Δικαιώματα των παιδιών.