Sie promovierte 2009 in Meeresbiologie am Scripps Institution of Oceanography in San Diego. Ihre Forschung konzentriert sich auf die Untersuchung der Physiologie von Tieren unter extremen Umweltbedingungen. Seit 2012 ist sie als Assistenzprofessorin am Massachusetts General Hospital tätig. 2020 wurde Meir der Ehrendoktortitel der Technischen Universität Luleå, Schweden verliehen.[2]
Meir bewarb sich 2009 um einen Platz in der NASA-Astronautengruppe 20, schied aber in der letzten Runde des Bewerbungsverfahrens aus. Am 17. Juni 2013 wurde sie als eines von acht Mitgliedern der NASA-Astronautengruppe 21 ausgewählt.[3] Im Juli 2015 schloss sie das Astronautentraining ab.
Jessica Meir während des historischen Außenbordeinsatzes (18. Oktober 2019)
Am 18.Oktober 2019 absolvierte Meir ihren ersten Außenbordeinsatz; gemeinsam mit Christina Koch tauschte sie eine defekte Lade-/Entladeeinheit für die Batterien der Station aus. Da zum ersten Mal ein rein weibliches Team im Einsatz war, erregte dieser Weltraumspaziergang große Aufmerksamkeit. Er dauerte sieben Stunden und 17 Minuten, einschließlich einer kurzen Live-Fernsehschaltung zu US-Präsident Donald Trump und Vizepräsident Mike Pence.[6][7][8]
Im Dezember 2020 wurde Meir als Kandidatin für Mondflüge im Rahmen des Artemis-Programms ausgewählt.[9]
Im Dezember 2025 wurde bekannt gegeben, dass sie im Februar 2026 als Kommandantin der SpaceX Crew-12 zur Internationalen Raumstation (ISS) aufbrechen soll.[10] Der Start erfolgte am 13. Februar 2026.