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 του Vrije Universiteit Amsterdam, ως εγκληµατολόγος στον µη κυβερνητικού χαρακτήρα ∆ιεθνή Οργανισµό Defence for Children International (ΝL) και ως Ειδικός Επιστήµονας στον Κύκλο για τα ∆ικαιώµατα του Παιδιού της Ανεξάρτητης Αρχής «Συνήγορος του Πολίτη». Aπό το 2002 διδάσκει Εγκληµατολογία και Εγκληµατολογική Ψυχολογία στο Τµήµα Ψυχολογίας του Πανεπιστηµίου Κρήτης. Σήµερα, είναι Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Εγκληµατολογικής Ψυχολογίας.

Ασχολείται ερευνητικά µε τα παιδιά, την κατ’ εξοχήν ευπαθή και εξ ορισµού «αναξιόπιστη» κοινωνική οµάδα, µε το αφανές έγκληµα της γενετήσιας παραβίασής τους και την προστασία της ανηλικότητας από τις δυσλειτουργίες του κρατικού µηχανισµού, που οδηγούν αναπόφευκτα στον επανατραυµατισµό της.

 Έχει συγγράψει ένα βιβλίο για τη δικανική συνέντευξη και τις καταθέσεις των κακοποιηµένων παιδιών Τα Παιδία Καταθέτει (Εκδόσεις Τόπος, 2014) και πολλά άρθρα για την επαναθυµατοποίησή τους.

Από τις εκδόσεις Τόπος κυκλοφορεί επίσης το βιβλίο της Παιδιά χαμένα στην κατάθεση: Από την αποπλάνηση και τη σεξουαλική κακοποίηση, στη λήψη της δικανικής συνέντευξης και την επαναθυματοποίηση (Νοέμβριος 2023)