Margaret H. Hamilton wurde in Paoli, Indiana, geboren und studierte Mathematik an der Universität von Michigan und am Earlham College. Sie schloss ihr Studium 1958 mit einem Bachelor ab und plante, an der Brandeis University zu promovieren. Stattdessen nahm Hamilton eine befristete Stelle am Massachusetts Institute of Technology (MIT) an, wo sie für Professor Edward N. Lorenz auf den Librascope LGP-30- und PDP-1-Computern eine Software zur Wettervorhersage entwickelte, wobei sie damals feststellte, dass Programmierer ihren Beruf durch praktisches Training erlernten (es gab noch keine formalen Informatikprogramme an Universitäten).
Von 1961-63 arbeitete Hamilton in den Lincoln Laboratories am massiven US-Luftverteidigungssystem SAGE, wo sie sich erstmals für die Zuverlässigkeit von Software zu interessieren begann. „Wenn der Computer während der Ausführung eines Programms abstürzte, gab es kein Verstecken. Die Lichter blinkten, die Glocken läuteten, und alle, die Entwickler und die Computerbediener, rannten los, um herauszufinden, wessen Programm dem System Schaden zufügte.“
Während der Apollo-Raumfahrtmissionen leitete Hamilton das Team, das die Flugsoftware für die Apollo-Kommandomodule und die Mondlandefähren der NASA entwickelte. Sie war für die Apollo- (und Skylab-) Flugsoftware verantwortlich und gleichzeitig Direktorin der Software Engineering Division am Instrumentation Laboratory des MIT. Während dieser Zeit am MIT wollte sie der Software „Legitimität“ verleihen, genau wie anderen Ingenieursdisziplinen, damit sie (und diejenigen, die sie entwickelten) den ihr gebührenden Respekt erhielten; deshalb erfand sie den Begriff „Software-Engineering“, um sie von anderen Ingenieursdisziplinen abzugrenzen.
Mit ihren Programmen zur Fehlererkennung und -behebung für Prioritätsanzeigen schuf sie neue „Man in the Loop“-Konzepte, die es der Flugsoftware an Bord ermöglichten, innerhalb einer verteilten Systemumgebung asynchron in Echtzeit mit dem Astronauten zu kommunizieren. Dies ermöglichte es der Software (die parallel zu den Astronauten lief), die Astronauten zu unterbrechen und ihre normalen Anzeigen durch Prioritätsanzeigen zu ersetzen, um sie im Falle eines Notfalls während einer Apollo-Mission zu warnen. Dies war bei der Landung von Apollo 11 der Fall.
Zum Abschluss der Apollo-Mission führte sie mit ihrem Team eine empirische Analyse durch, die auf den Erkenntnissen aus der Entwicklung der Apollo-Bordsoftware basierte. Diese Erkenntnisse wurden in einer Theorie für Systeme und Software formalisiert, die den Ursprung und einen Großteil der Grundlage von Hamiltons Universal Systems Language (USL) bildet.
Hamilton ist Gründerin und CEO von Hamilton Technologies, Inc. Sie ist verantwortlich für die Entwicklung der Universal Systems Language (USL) zusammen mit dem integrierten präventiven Lebenszyklus für die Entwicklung von Systemen und Software und seiner Automatisierung, der 001 Tool Suite, die alle auf ihrer mathematischen Theorie der Kontrolle von Systemen und Software basieren.
Anstatt nach mehr Möglichkeiten zu suchen, um nach Fehlern zu suchen und spät im Lebenszyklus weiter nach Fehlern zu suchen, wird mit USL die Mehrheit der Fehler, einschließlich aller Schnittstellenfehler, allein durch die Art und Weise, wie das System definiert ist, nicht zugelassen.
Über fünf Jahrzehnte lang haben Hamiltons Methoden den Bereich des Software-Engineering bis heute maßgeblich beeinflusst.
Hamilton erhielt den NASA Exceptional Space Act Award (2003) und die Presidential Medal of Freedom von Barack Obama (2016).