Margaret H. Hamilton est née à Paoli, dans l’Indiana, et a étudié les mathématiques à l’université du Michigan et au collège Earlham. Elle a obtenu une licence en 1958 et prévoyait de poursuivre des études supérieures à l’Université Brandeis. Au lieu de cela, Hamilton a pris un poste temporaire au Massachusetts Institute of Technology (MIT), où elle a développé un logiciel de prévision météorologique pour le professeur Edward N. Lorenz sur les ordinateurs Librascope LGP-30 et PDP-1, notant à l’époque que les programmeurs apprenaient leur métier par une formation pratique (il n’y avait pas encore de programmes informatiques formels dans les universités).
De 1961 à 1963, Hamilton a travaillé sur l’énorme système de défense aérienne américain SAGE aux Lincoln Laboratories, où elle a commencé à s’intéresser à la fiabilité des logiciels. « Lorsque l’ordinateur tombait en panne pendant l’exécution de votre programme, il n’y avait pas de cachette. Les lumières clignotaient, les cloches sonnaient et tout le monde, les développeurs et les opérateurs informatiques, accouraient pour savoir quel programme faisait quelque chose de mal au système ».
À l’époque des missions spatiales Apollo, Hamilton a dirigé l’équipe qui a créé le logiciel de vol embarqué pour les modules de commande Apollo et les modules lunaires de la NASA. Elle était responsable de l’effort de création du logiciel de vol embarqué d’Apollo (et de Skylab) tout en étant directrice de la division de génie logiciel du laboratoire d’instrumentation du MIT. Pendant cette période au MIT, elle voulait donner à leurs logiciels une « légitimité », tout comme aux autres disciplines d’ingénierie, afin qu’ils (et ceux qui les construisent) reçoivent le respect qui leur est dû ; et, en conséquence, elle a inventé le terme « génie logiciel » pour le distinguer des autres types d’ingénierie.
Avec ses programmes de détection et de récupération des erreurs des affichages prioritaires, elle a créé de nouveaux concepts d’homme dans la boucle qui donnaient la possibilité au logiciel de vol embarqué de communiquer de manière asynchrone en temps réel avec l’astronaute dans un environnement de système de systèmes distribués. Cela permettait au logiciel (fonctionnant en parallèle avec les astronautes) d’interrompre les astronautes et de remplacer leurs affichages normaux par des affichages prioritaires ; afin de les avertir en cas d’urgence lors d’une mission Apollo. Ce fut le cas lors de l’atterrissage d’Apollo 11.
Elle a couronné l’effort Apollo en dirigeant son équipe dans la réalisation d’une analyse empirique basée sur les leçons tirées du développement du logiciel de vol embarqué d’Apollo. Ces leçons ont été formalisées dans une théorie pour les systèmes et les logiciels, qui sert d’origine et de fondement en grande partie au langage universel des systèmes (USL) de Hamilton.
Hamilton est la fondatrice et la directrice générale de Hamilton Technologies, Inc. Elle est responsable du développement du langage universel des systèmes (USL) ainsi que de son cycle de vie préventif intégré « Développement avant le fait » des systèmes vers les logiciels et de son automatisation, la 001 Tool Suite ; le tout basé sur sa théorie mathématique du contrôle des systèmes et des logiciels.
En raison de son paradigme préventif, avec l’USL, au lieu de chercher plus de façons de tester les erreurs et de continuer à tester les erreurs tard dans le cycle de vie, la majorité des erreurs, y compris toutes les erreurs d’interface, ne sont pas autorisées dans un système, juste par la façon dont il est défini.
Pendant plus de cinq décennies, les méthodes de Hamilton ont eu un impact majeur sur le domaine de l’ingénierie logicielle jusqu’à aujourd’hui.
Hamilton a reçu le prix de la NASA Exceptional Space Act (2003) et la médaille présidentielle de la liberté décernée par Barack Obama (2016).