1987 – ukończyła szkołę średnią (Beaumont High School) w Beaumont w Kalifornii.
1993 – uzyskała licencjat z chemii na Uniwersytecie Stanu Kalifornia (California State University – CSUF) w Fullerton. W czasie studiów skonstruowała oprzyrządowanie elektroniczne do lasera jonizującego w spektometrze masowym stosowanym do badania chemii gazów atmosferycznych. W tym czasie pracowała także jako elektromonterka w firmie ojca, zajmującej się projektowaniem i budową systemów oświetlenia budynków. Po otrzymaniu dyplomu licencjackiego pracowała w uczelnianym biurze ds. bezpieczeństwa badań (Research and Instructional Safety Office), zajmując się monitoringiem zabezpieczenia laboratoriów wykorzystujących materiały toksyczne i radioaktywne, a także uczestnicząc w procesie obróbki ich odpadów.
1997 – uzyskała stopień doktora w dziedzinie nauk chemicznych na University of California, Davis (podczas pisania doktoratu prowadziła zajęcia dla studentów z przedmiotu laboratorium chemii ogólnej). Otrzymała podoktorskie stypendium Fundacji Camille i Richarda Dreyfusów i podjęła na University of California, Irvine badania nad chemią atmosfery.
4 czerwca 1998 – została przyjęta do korpusu astronautów NASA (NASA-17) jako kandydatka na specjalistę misji.
1999 – zakończyła szkolenie podstawowe, po którym otrzymała skierowanie do Wydziału Eksploatacji Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS Operations Branch) w Biurze Astronautów NASA. Zajmowała się testowaniem oraz przystosowaniem do systemów ISS oprogramowania i urządzeń powstałych w Rosji.
2000 – została wyznaczona do zespołu astronautów wspierających 5. stałą załogę Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. W centrum kierowania lotem pełniła funkcję operatora łączności (Capcom) utrzymującego kontakt z przebywającymi na orbicie załogami stacji.
2005 – należała do wstępnego składu załogi misji STS-121. Ostatecznie jednak w wyprawie tej zastąpił ją astronauta z ESA – Thomas Reiter.
17 maja 2006 – została mianowana specjalistą misji STS-118.
8–21 sierpnia 2007 – uczestniczyła w wyprawie STS-118 wahadłowca Endeavour.
2010 – od kwietnia do września pracowała na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, wchodząc w skład jej 23. i 24. stałej załogi.