2010 yılında stajer antrenörlüğe başlayan Ali KAYA, Türkiye Basketbol Federasyonu’nun 2011 yılında açtığı 1.Kademe kursunu başarıyla tamamlayarak Yardımcı Antrenör unvanını aldı. 2011-2013 yılları arasında Hacettepe Üniversitesinde asistan koç olarak görev yaptı. 2013 yılında Türkiye Basketbol Federasyonu tarafından Kıdemli Antrenör unvanını alan Ali KAYA, 2013-2014 sezonunda Mülkiye Spor Kulübünde Minik Takımlar Sorumlusu olarak görev yaptı. 2014-2016 yılları arasında MKE Ankaragücü Spor Kulübünde Basketbol Altyapı Sorumlusu olarak tarihi başarılara imza atan Ali KAYA, 2016-2017 sezonunda  Ankara Üniversitesi Spor Kulübüne geçti. 2017 yılında Türkiye Basketbol Federasyonu tarafından Baş Antrenör unvanını alan Ali KAYA, 2018 yılında 6 sezondur çalıştırdığı 2003 jenerasyonu ile Türkiye Şampiyonasına katılım hakkı elde etti. Halen 2003 jenerasyonu ile Yıldız-Genç Takım Baş Antrenörü olarak görev yapmaktadır.