Горбатюк Сергей Михайлович начал свою трудовую деятельность в 1975 году поступив после окончания Московского института стали и сплавов по распределению в Конструкторское бюро автоматических линий (г. Подольск, Московской области) на должность инженера.
С 1977 года работает в МИСиС: старшим инженером, младшим научным сотрудником, ассистентом, старшим преподавателем, доцентом, профессором.
С 2009 года – заведующий кафедрой «Машины и агрегаты металлургических предприятий», с 2010 г. - заведующий кафедрой «Инжиниринг технологического оборудования».
С 1979 по 1981 обучался в аспирантуре МИСиС.
В 1983 году защитил диссертацию на соискание степени кандидата технических наук.
В 1988-1989 гг. проходил стажировку в Белградском университете по теме «Применение робототехнических устройств в лазерных технологиях».
Звание доцента получил в 1992г.
Доктор технических наук с 2004, диссертацию защитил по специальности «Технологии и машины обработки давлением». Звание профессора получил в 2008г.
С.М. Горбатюк на высоком научно-педагогическом уровне читает лекции и проводит практические занятия по общеобразовательному курсу «Основы конструирования и детали машин» и по специальному курсам «Расчет и проектирование механизмов и систем технологического оборудования»,  «Автоматизированное проектирование», «Информационные технологии в конструировании»
Осуществляет руководство курсовыми проектами и научно-исследовательскими работами студентов; ежегодно руководит дипломным проектированием 2-3 студентов. За время работы на кафедре им опубликовано 8 учебных пособий для студентов вузов. Использование его научных разработок в учебном процессе позволило поднять уровень подготовки студентов по специальности 150404 «Металлургические машины и оборудование».
С.М. Горбатюк, является автором более 150 научных работ, 25 из которых - изобретения. Под его руководством подготовлены 2 кандидата технических наук, 3 лауреата конкурса по программе «У.М.Н.И.К.».
С.М. Горбатюк Председатель Государственной Аттестационной Комиссии Московского государственного машиностроительного института (МАМИ).
За многолетний и безупречный, добросовестный труд С.М. Горбатюк награжден серебряной медалью «за службу МИСиС 2-ой степени», юбилейной медалью «100 лет профсоюзам России», серебряным памятным знаком МИСиС, орденом «За заслуги в материаловедении».
С.М. Горбатюк удостоин звания «Почетный работник высшего профессионального образования РФ». Он действительный член Российской Кузнечной Академии им. А.И. Зимина, член-корреспондент Российской академии естественных наук.