Es la fundadora del Jemison Group, una empresa de consultoría tecnológica que integra cuestiones socioculturales críticas en el diseño de proyectos de ingeniería y ciencia. También fundó la Fundación Dorothy Jemison para la Excelencia. Esta fundación, que lleva el nombre de la madre de Jemison, desarrolla y pone en práctica métodos de enseñanza, planes de estudio, materiales y programas que fomentan experiencias educativas que dan lugar a individuos plenamente capaces de participar y contribuir de forma eficaz y beneficiosa a la sociedad.
Jemison es la embajadora nacional de alfabetización científica de Bayer Corporation USA. Es una de las presentadoras de la serie «One Strange Rock» de National Geographic y asesora de operaciones espaciales de su miniserie global «Marte».
Jemison es miembro de la Academia Nacional de Medicina de EE.UU. y forma parte de los consejos de administración de Kimberly-Clark, del National Board of Professional Teaching Standards y del Texas Medical Center. Fue la presidenta fundadora de la Junta de Desarrollo de Productos e Incubadora de Pequeñas Empresas del Estado de Texas, presidenta del Grupo Industrial de Biotecnología y Ciencias de la Vida del Estado de Texas, presidenta del Grupo de Trabajo de Planificación y Recuperación de Catástrofes de la Greater Houston Partnership, y formó parte del consejo de Scholastic, Inc. y de Valspar Corporation. Jemison ha sido incluida en el Salón Nacional de la Fama de las Mujeres, en el Salón de la Fama de la Asociación Médica Nacional y en el Salón de la Fama de la Ciencia de Texas, en el Salón Internacional de la Fama del Espacio, así como en el Premio Intrepid de la Organización Nacional de Mujeres, en el Premio Kilby de la Ciencia, en la lista de las 100 personas más influyentes en la sala de juntas de la Asociación Nacional de Directores de Empresas en 2014, y es miembro honorario de la hermandad Alpha Kappa Alpha y de la Academia de Ciencias de Nueva York, entre otros muchos honores. Jemison se licenció en Ingeniería Química y en Estudios Africanos y Afroamericanos en la Universidad de Stanford en 1977. Posteriormente, obtuvo su doctorado en la Universidad de Cornell en 1981.