Claudia Sheinbaum es licenciada en Física por la UNAM, donde también ha completado maestría y doctorado. Durante su época estudiantil en la Facultad de Ciencias de la Universidad, participó activamente en el Consejo Estudiantil Universitario, liderando la oposición a la propuesta de aumento de cuotas estudiantiles planteada por el entonces rector Jorge Carpizo McGregor en 1986. Durante este movimiento estudiantil.
Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) y de la Academia Nacional de Ciencias, así como exintegrante del Panel Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático, galardonado con el Premio Nobel de la Paz en 2007 junto con el exvicepresidente estadounidense Al Gore, por su labor en el estudio y difusión de los efectos del cambio climático.
Con más de 100 publicaciones especializadas y dos libros sobre energía, medio ambiente y desarrollo sostenible, Sheinbaum ha dejado una marca significativa en el ámbito académico.
En el ámbito público, Sheinbaum ha trabajado como asesora en la Comisión Federal de Electricidad (CFE) en la Gerencia de Estudios Económicos. Durante su gestión como jefa de Gobierno del Distrito Federal bajo la administración de Andrés Manuel López Obrador, ocupó el cargo de Secretaria de Medio Ambiente, donde desempeñó un papel clave en la implementación del primer proyecto de Metrobús.
Su gestión en la Secretaría de Medio Ambiente fue objeto de controversia debido a su participación en el proyecto del segundo piso del periférico, lo que generó críticas por parte de grupos ambientalistas debido al fomento del uso de vehículos automotores y el impacto ambiental negativo asociado.
Además, durante su mandato en la Sedema, su esposo, Carlos Imaz, entonces delegado de Tlalpan, fue acusado de recibir dinero por parte del empresario argentino Carlos Ahumada. Ante estos acontecimientos, Imaz renunció y Sheinbaum anunció su separación en 2016.
Durante la campaña presidencial de López Obrador en 2006, Sheinbaum actuó como su vocera y asesora personal. También fue cofundadora del partido Morena, donde se desempeñó como vocera y, en 2015, fue postulada como candidata a la delegación Tlalpan. Sheinbaum logró la victoria en las elecciones.
Uno de los momentos más difíciles de su gestión fue después del terremoto del 19 de septiembre de 2017, cuando se acusó a la delegación de Tlalpan de no realizar adecuadamente las revisiones estructurales del Colegio Rébsamen, donde fallecieron 26 personas, en su mayoría niños. A pesar de que no se demostró culpabilidad legalmente, este incidente ha sido objeto de críticas a su gestión.
Sheinbaum ganó la encuesta de Morena para la candidatura a la Jefatura de Gobierno en 2018, derrotando a Martí Batres, Mario Delgado y Ricardo Monreal, y poniendo fin a la hegemonía de 21 años del PRD en la Ciudad de México.