Mae Jemison nacque il 17 ottobre 1956 a Decatur, in Alabama, da Charlie Jemison e Dorothy Green. Mae Jemison e la sua famiglia si trasferirono a Chicago nel 1959. Anche da bambino di 5 anni, Mae Jemison sapeva di voler diventare uno scienziato e divenne un medico e un astronauta.
Dopo il diploma di scuola superiore nel 1973, ha ricevuto una borsa di studio National Achievement e andò alla Stanford University. Mae Jemison si è laureato nel 1977 con una B.S. in ingegneria chimica e B.A. in studi africani e afro-americani. È andata alla Cornell University e nel 1981 ha conseguito il dottorato in medicina.
Dr. Jemison era un medico di medicina generale per 2 anni. Successivamente è entrata a far parte del Peace Corps come volontaria e ha prestato servizio dal 1983 al 1985 nei paesi africani della Liberia e della Sierra Leone. Al suo ritorno negli Stati Uniti, ha chiesto di essere ammessa al programma di addestramento degli astronauti alla NASA.
Nel 1987, il dott. Jemison ottenne l'ammissione, diventando la prima donna afroamericana ad essere ammessa al programma e addestrata per un anno a diventare astronauta. Nel 1992, il Dr. Jemison divenne la prima donna afro-americana nello spazio a bordo del veicolo spaziale Endeavour. Era una specialista di missione e lavorava a esperimenti di ricerca sulle cellule ossee.
Dopo i suoi successi, lasciò la NASA nel 1993 per prendere una posizione di insegnamento presso il Dartmouth College. Il Dr. Jemison ha ricevuto numerosi riconoscimenti e ha fondato la sua compagnia chiamata Jemison Group, che è impegnata nella ricerca tecnologica. È stata professore a Dartmouth dal 1995 al 2002 e ha anche fondato un'azienda di dispositivi medici e la Dorothy Jemison Foundation for Excellence.