Diplômé de l'École Polytechnique et de l’École des Mines de Paris, Patrice Caine est ingénieur en chef du Corps des Mines. Il a débuté sa carrière en 1992 dans le groupe pharmaceutique Fournier, avant de devenir conseiller en fusions et acquisitions et stratégie d’entreprise à Charterhouse Bank Limited à Londres.
De 1995 à 2000, il a occupé plusieurs postes à responsabilité au sein de l’administration française. De 2000 à 2002, il a été conseiller technique énergie au cabinet du ministre de l’Économie, des Finances et de l’Industrie.
En 2002, Patrice Caine a rejoint la direction de la Stratégie du Groupe Thales, avant d’occuper des postes de direction dans différentes activités : Aéronautique et Naval, Communications, Navigation et Identification, Systèmes Aériens, Produits de radiocommunications, Réseaux et Systèmes d’Infrastructures et Systèmes de Protection.
En février 2013, il a été nommé Directeur Général Opérations et Performance et a rejoint le Comité exécutif.
Patrice Caine a été nommé Président-directeur général du groupe Thales en décembre 2014.
Il est membre du conseil d’administration de Naval Group depuis 2015 et de celui de L’Oréal depuis 2018.
Il est Vice-Président du Groupement des Industries Françaises Aéronautiques et Spatiales (GIFAS) depuis 2015, Président de l’Association Nationale de la Recherche et de la Technologie (ANRT) depuis 2019 et Vice-Président de France Industrie depuis 2020.
En 2020, Patrice Caine est devenu membre du comité exécutif du Conseil National de l’Industrie.
Patrice Caine a reçu la médaille de la Défense Nationale, échelon bronze. En 2014, Il est nommé Chevalier de l’Ordre national du Mérite puis en 2017, Chevalier de la Légion d’Honneur.