Kai Gehring ist seit 2005 Mitglied des Deutschen Bundestages für die Bundestagsfraktion von Bündnis 90/Die Grünen, Obmann im Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung, Mitglied im Menschenrechtsausschuss und stellv. Mitglied im Haushaltsausschuss. Für die bündnisgrüne Bundestagsfraktion ist er Sprecher für Forschung, Wissenschaft und Hochschule. Gehring ist zudem Berichterstatter für „Internationale Austauschprogramme“ des Bundestags. Er ist Mitglied im Senat der Leibniz-Gemeinschaft, im Kuratorium der Bundeszentrale für politische Bildung, im Kuratorium des Deutschen Studentenwerks, im Kuratorium des Ev. Studienwerkes e. V. Villigst, im Fachbeirat des Studienwerks der Heinrich-Böll-Stiftung, Mitglied der Grünen Akademie der Heinrich-Böll-Stiftung und im Parlamentarischen Beirat der Fernuniversität Hagen.