[2] Kathyrn Thornton se graduó de la Sidney Lanier High School en Montgomery, Alabama en 1970.
Luego realizó un Bachelor of Science en física por la Universidad de Auburn en 1974.
En 1980 regresó a Charlottesville, Virginia, donde trabajó como física en el United States Army Foreign Science and Technology Center.
Sus asignaciones técnicas incluyeron verificación de software de vuelo en el Shuttle Avionics Integration Laboratory (SAIL), sirviendo como miembro del Vehicle Integration Test Team (VITT) en Centro espacial John F. Kennedy, y como comunicadora de la nave espacial (CAPCOM).
Veterana de cuatro vuelos espaciales, ha participado en las misiones STS-33 en 1989, STS-49 en 1992, STS-61 en 1993 y STS-73 en 1995.
[1][5] En su tercer vuelo fue miembra de la tripulación EVA, especialista en misiones a bordo del transbordador espacial Endeavour en la misión de servicio y reparación del telescopio espacial Hubble (HST).
[9][8] Ha recibido numerosos premios, incluidas las Medallas de Vuelo Espacial de la NASA, el Premio Explorer Club Lowell Thomas, la Asociación Nacional de Astronáutica Robert J. Collier Trophy, el Freedom Foundation Freedom Spirit Award y la National Intelligence Medal of Achievement.