La tercera hija de un carpintero y una profesora cuyo sueño era viajar al espacio, y lo consiguió.
Antes siquiera de acabar la secundaria, ya se empezó a interesar por el espacio.
Logró ingresar en la Universidad de Stanford tras lograr una beca, puesto que no podía costearse los estudios universitarios. En Stanford se graduó en Ingeniería Química. No contento con ello siguió estudios de medicina en la Universidad de Cornell donde logró el doctorado en 1931.
Posteriormente se unió al Cuerpo de Paz. Trabajó en condiciones muy duras coo médica castrense en áreas desoladas por las guerras de África Occidental.
Con sus sueños en el espacio, solicitó el acceso al programa de formación de astronautas de la NASA. En 1987 se convirtió en la primera mujer afroamericana en ser admitida.
Cuando viajó a bordo del Endeavour en 1992 se convirtió, además, en la primera mujer afroamericana en viajar el espacio. Durante la misión realizó experimentos científicos sobre la ingravided y el mareo que se sufre al viajar.
Tras su servicio en la NASA, en 1993, formó el Jemison Group Inc. Dicho grupo fué el creador de ALAFIYA, un sistema de comunicaciones basado en satélites cuyo propósito es mejorar el cuidado médico en países en desarrollos, donde las comunicaciones son un auténtico problema.
Ha sido profesora en la Universidad de Cornell y en el Dartmouth College y en la actualidad particia en varias organizaciones científicas como la American Medical Association y la Asociación de Exploradores Espaciales.