Mae Jemison est née le 17 octobre 1956 à Decatur, Alabama, de Charlie Jemison et Dorothy Green. Mae Jemison et sa famille ont déménagé à Chicago en 1959. Même à l'âge de 5 ans, Mae Jemison savait qu'elle voulait être scientifique et est devenue médecin et astronaute.
Après avoir obtenu son diplôme d'études secondaires en 1973, elle a reçu une bourse d'excellence nationale et est allée à l'Université de Stanford. Mae Jemison a obtenu en 1977 un B.S. en génie chimique et un B.A. en études africaines et afro-américaines. Elle est allée à l'Université Cornell et en 1981 a obtenu son doctorat en médecine.
Dr. Jemison a été médecin généraliste pendant 2 ans. Elle a ensuite rejoint le Peace Corps en tant que volontaire et a servi de 1983 à 1985 dans les pays africains du Libéria et de la Sierra Leone. À son retour aux États-Unis, elle a demandé à être admise au programme de formation des astronautes de la NASA.
En 1987, le Dr Jemison a été admis, devenant la première femme afro-américaine à être acceptée dans le programme, et a suivi une formation d'un an pour devenir astronaute. En 1992, le Dr Jemison est devenue la première femme afro-américaine dans l'espace à bord du vaisseau spatial Endeavour. Elle était spécialiste de mission et a travaillé sur des expériences de recherche sur les cellules osseuses.
Après ses réalisations, elle a quitté la NASA en 1993 pour occuper un poste d'enseignante au Dartmouth College. Le Dr Jemison a reçu de nombreux prix et a créé sa propre entreprise appelée Jemison Group, qui est impliquée dans la recherche technologique. Elle a été professeur à Dartmouth de 1995 à 2002 et a également créé une entreprise de dispositifs médicaux et la Dorothy Jemison Foundation for Excellence.