Omer Dzemali e përfundoi studimet e mjekësisë në vitin 2000 në Universitetin Johannes Gutenberg në Mainz, Gjermani. Më pas, ai kreu specializimin në kirurgjinë kardiovaskulare dhe torakale në vitin 2006 në Spitalin Universitar të Goethe në Frankfurt/Main. Pas përfundimit të trajnimit, ai fitoi të drejtën e ligjërimit (venia legendi) në kirurgjinë e zemrës dhe që atëherë ka shërbyer si ligjërues në Universitetin e Frankfurt/Main.
Në vitin 2010, ai u zhvendos në Cyrih, Zvicër, ku mori detyrën e Zëvendësshefit të Kirurgjisë së Zemrës, me fokus në riparimin minimal invaziv të valvulës mitrale dhe rikonstruktimin e valvulës së aortës duke ruajtur rrënjën.
Që nga viti 2014, ai mban titullin profesor i jashtëzakonshëm në Fakultetin e Mjekësisë në Shkup dhe Tetovë, Maqedonia e Veriut. Në vitin 2016, ai u nderua me titullin Doktor Honoris Causa nga Universiteti i Tetovës.
Aktualisht, Prof. Dzemali është Drejtor i Departamentit të Kirurgjisë së Zemrës në Spitalin Universitar të Cyrihut dhe Shef i Aleancës së Kirurgjisë së Zemrës në Cyrih, një bashkëpunim strategjik ndërmjet Spitalit të Qytetit të Cyrihut, Spitalit Universitar të Cyrihut dhe Spitalit Kantonal të St. Gallenit. Kjo aleancë synon të ofrojë kujdes të nivelit të lartë në kirurgjinë e zemrës përtej institucioneve dhe të nxisë ekspertizën kombëtare dhe ndërkombëtare përmes përpjekjeve të koordinuara.
Interesat e tij klinike dhe akademike përfshijnë kirurgjinë minimale invazive të zemrës, veçanërisht riparimin kompleks të valvulës mitrale dhe kirurgjinë rikonstruktive të valvulës së aortës, si dhe bypass-in e arterieve koronare pa përdorimin e pompës (OPCAB) dhe ndërhyrjet komplekse në kirurgjinë e zemrës.