Syse arbeidet fra 1972 i ulike legestillinger, blant annet som overlege i Helsevernet for psykisk utviklingshemmede i Finnmark 1981–1988. Han ble ansatt ved Institutt for offentlig rett i 1989, som professor i rettsvitenskap fra 1997 og instituttleder fra 1. januar 2010. Han er fagansvarlig for faget helserett ved Det juridiske fakultet.
Syse var i 2005–2009 leder i Likestillings- og diskrimineringsnemnda etter den norske diskrimineringslovgivningen. Han har ledet flere offentlige utvalg.
Syse har skrevet en rekke juridiske bøker og artikler, hovedsaklig innenfor velferdsrettslige emner, som spørsmål vedrørende pasienters og klienters rettigheter, funksjonshemmedes rettsstilling i samfunnet, rettighets- og rettssikkerhetsbegrepet, forholdet mellom tvang og frivillighet, grensene mellom velferdsrettslige inngrep og strafferettslige reaksjoner, diskriminerings- og andre menneskerettsspørsmål, og allmenn normanalyse og normforståelse.
