Sie ist die Gründerin der Jemison Group, einer Technologieberatungsfirma, die kritische soziokulturelle Fragen in die Gestaltung von technischen und wissenschaftlichen Projekten integriert. Außerdem gründete sie die Dorothy Jemison Foundation for Excellence. Die nach Jemisons Mutter benannte Stiftung entwickelt und implementiert Lehrmethoden, Lehrpläne, Materialien und Programme, die Bildungserfahrungen fördern, die dazu führen, dass Menschen in vollem Umfang in der Lage sind, effektiv und nutzbringend zur Gesellschaft beizutragen.
Jemison ist die nationale Botschafterin für wissenschaftliche Bildung der Bayer Corporation USA. Sie ist eine der Moderatoren der Serie „One Strange Rock“ von National Geographic und Beraterin für Weltraumoperationen in der globalen Miniserie „Mars“.
Jemison ist Mitglied der U.S. National Academy of Medicine und sitzt im Vorstand von Kimberly-Clark, dem National Board of Professional Teaching Standards und dem Texas Medical Center. Sie war Gründungsvorsitzende des Texas State Product Development and Small Business Incubator Board, Vorsitzende des Texas State Biotechnology and Life Sciences Industry Cluster, Vorsitzende der Greater Houston Partnership Disaster Planning and Recovery Task Force und war im Vorstand von Scholastic, Inc. und der Valspar Corporation. Jemison ist Mitglied der National Women’s Hall of Fame, der National Medical Association Hall of Fame und der Texas Science Hall of Fame, der International Space Hall of Fame sowie Empfängerin des Intrepid Award der National Organization for Women, des Kilby Science Award, der National Association of Corporate Directors‘ Directorship 100 most influential people in the boardroom in 2014 und Ehrenmitglied der Alpha Kappa Alpha Sorority und der New York Academy of Sciences, neben vielen anderen Auszeichnungen. Jemison erwarb 1977 an der Stanford University einen Bachelor of Science in Chemieingenieurwesen und einen Bachelor of Arts in afrikanischen und afroamerikanischen Studien. Im Jahr 1981 erwarb sie ihren Doktortitel an der Cornell University.