وی در رشته فیزیک هسته‌ای تا مقطع دکترا در دانشگاه ایالتی یوتا در آمریکا تحصیل کرده است.
سلطانیه بین سال‌های 1367 تا 1376 به عنوان دانشیار به تدریس در دانشگاه‌ها پرداخته، اما از سال 1379 به عنوان فیزیکدان هسته‌ای و دیپلمات ارشد در سازمان انرژی هسته‌ای مشغول فعالیت شد.
وی در این سازمان در مقام فرستاده ویژه، مذاکره کننده ارشد، سخنران و نماینده دائم و سفیر ایران به آژانس بین‌المللی انرژی اتمی معرفی شده است.
برخی از فعالیت‌های سیاسی علی‌اصغر سلطانیه:
- معاونت سازمان انرژی اتمی
- اولین سفیر ایران در آژانس بین‌المللی انرژی اتمی
- نمایندگی ایران در مقر اروپایی سازمان ملل در ژنو
- معاونت اداره کل سیاسی و بین‌الملل وزارت امور خارجه
