Margaret H. Hamilton föddes i Paoli, Indiana, och studerade matematik vid University of Michigan och Earlham College. Hon tog examen med en kandidatexamen 1958 och planerade att fortsätta med forskarutbildning vid Brandeis University. I stället tog Hamilton en tillfällig tjänst vid Massachusetts Institute of Technology (MIT), där hon utvecklade programvara för väderprognoser för professor Edward N. Lorenz på Librascope LGP-30- och PDP-1-datorerna, och noterade då att programmerare lärde sig sitt yrke genom praktisk träning (det fanns ännu inga formella datavetenskapsprogram vid universiteten).
Från 1961-63 arbetade Hamilton med det massiva amerikanska luftförsvarssystemet SAGE på Lincoln Laboratories, där hon för första gången började intressera sig för programvarans tillförlitlighet. ”När datorn kraschade under utförandet av ditt program fanns det inget att dölja. Lampor skulle blinka, klockor skulle ringa och alla, utvecklare och datoroperatörer, skulle komma springande för att ta reda på vems program som gjorde något dåligt med systemet”.
Under tiden för Apollo-rymduppdragen ledde Hamilton det team som skapade den ombordvarande flygprogramvaran för NASA:s Apollo-kommandomoduler och månmoduler. Hon var ansvarig för arbetet med Apollo (och Skylab) ombord på flygprogramvaran samtidigt som hon var chef för avdelningen för programvaruteknik vid MIT:s instrumentationslaboratorium. Under denna tid vid MIT ville hon ge programvaran ”legitimitet”, precis som andra tekniska discipliner, så att den (och de som byggde den) skulle få den respekt som den förtjänar, och som ett resultat av detta hittade hon på termen ”programvaruteknik” för att skilja den från andra typer av ingenjörskonst.
Med sina program för upptäckt och återhämtning av fel i Priority Displays skapade hon nya koncept för ”man in the loop” som gjorde det möjligt för flygprogramvaran ombord på flygplanet att kommunicera asynkront och i realtid med astronauterna i en miljö med distribuerade system av system. Detta gjorde det möjligt för programvaran (som körs parallellt med astronauterna) att avbryta astronauterna och ersätta deras normala displayer med prioriterade displayer för att varna dem i händelse av en nödsituation under ett Apollo-uppdrag. Detta var fallet under landningen av Apollo 11.
Hon avslutade Apolloarbetet genom att leda sitt team i en empirisk analys baserad på lärdomar från utvecklingen av programvaran för Apollos flygning ombord. Dessa lärdomar formaliserades till en teori för system och programvara, som ligger till grund för Hamiltons Universal Systems Language (USL).
Hamilton är grundare och VD för Hamilton Technologies, Inc. Hon är ansvarig för utvecklingen av Universal Systems Language (USL) tillsammans med dess integrerade förebyggande livscykel ”Development Before the Fact” för system-till-mjukvara och dess automatisering, 001 Tool Suite, som alla är baserade på hennes matematiska teori om kontroll av system och mjukvara.
På grund av det förebyggande paradigmet tillåts inte majoriteten av felen, inklusive alla gränssnittsfel, i ett system, bara på grund av det sätt på vilket det är definierat, i stället för att leta efter fler sätt att testa för fel och fortsätta att testa för fel sent under livscykeln.
Under mer än fem decennier har Hamiltons metoder haft stor inverkan på området programvaruteknik fram till och med idag.
Hamilton har fått NASA:s utmärkelse Exceptional Space Act Award (2003) och presidentens frihetsmedalj som tilldelats av Barack Obama (2016).