Carter a consacré sa vie au travail. Elle a suivi les traces de son père en intégrant l'US Air force academy, où elle a étudié sous la direction du général Kerrigan et du professeur Monroe. Etudiante brillante, elle a obtenu son doctorat en astrophysique théorique. Elle a été mutée au Pentagone, à Washington, où elle a passé une année à étudier les nanotechnologies. Elle a aussi travaillé sur la génétique avec le docteur Harlow. Ses découvertes sur la physique des vortex sont inestimables pour la science.
Après 2 années de services exemplaires au SGC, le capitaine Carter a été promue major. Elle a même parfois pris la tête de certaines missions en l'absence du colonel O'Neill. 5 ans après avoir obtenu le grade de major, elle a obtenu celui de lieutenant-colonel, tandis qu'O'Neill passait général. Carter est devenue l'officier en chef de SG-1.
En 2007, elle est promue colonel et prend la tête de l'expédition Atlantis pendant 1 an. Une fois sa mission principale remplie (éliminer les réplicateurs de Pégase), le CIS la releva de ses fonctions. Nous savons que Samantha Carter a pris le commandement du nouveau vaisseau terrien : le Georges-Hammond, nommé ainsi en l'honneur de l'ancien commandant du SG-C.
Les connaissances scientifiques et technologiques de Carter ont été un atout majeur pour le programme Stargate. Elle est capable de réparer, d'analyser et de faire fonctionner de nombreuses machines extraterrestres. Elle a participé à la conception et à la construction de technologies hybrides employées sur le X-301, le F-302, le BC-303 et le BC-304.
Carter a été récompensée maintes fois pour son courage et son héroïsme, notamment pour avoir empêché Hathor de prendre le contrôle du SGC. Elle a entre autres l'Airman's medal, le meritorious service medal, l'air medal, l'air force achievement medal, l'air force organizational excellence award, la national defense service medal 2e award, l'air force longevity service award 3e award, le small arms expert marksmanship ribbon, l'air force training ribbon, le space missile badge senior level, et l'air force commandation medal.
On considère Carter comme la principale experte terrienne de la porte des étoiles. Ses recherches au Pentagone ont contribué à jeter les bases de l'actuelle science des vortex. C'est une mathématicienne brillante et une experte en informatique : on a souvent fait appel à elle pour rédiger des programmes, analyser ou décrypter des données. Carter a conçu et modifié un grand nombre de machines, parmi lesquelles les vaisseaux hybrides et l'accélérateur de particules. Grâce aux améliorations apportées à la machine de la planète Orban, on a pu créer un générateur de Naquadah viable, source d'énergie vitale lors des missions. Ses connaissances en astrophysique lui ont permis de créer une supernova artificielle pour faire exploser un soleil.
Samantha Carter a l'art d'expliquer les choses avec une précision scientifique (souvent incompréhensible), ce qui parfois peut énerver le Général Jack O'Neill et laisser son entourage perplexe. Cependant, elle est dotée d'une intelligence hors norme, elle peut renverser une situation (même si on ne comprend pas toujours comment ni par quels moyens elle y arrive).
Dans l'équipe, elle assure la fonction de 'grosse tête', mais c'est une personnalité attachante et parfois enfantine (elle prend le Asgard Thor dans ses bras après une victoire contre les réplicateurs), que la présence de Daniel a fait évoluer, ainsi que son amitié pour Teal'c, mais surtout ses relations ambigües avec le Général Jack O'Neill. Cependant, sachant que des relations amoureuses entre militaires et surtout avec un supérieur hiérarchique sont impossibles, elle a pendant un temps eu une liaison avec Pete, une ancienne connaissance, à qui elle fut enfin forcée de révéler la vraie nature de ses activités. Mais cela ne fonctionnera pas entre eux.
Sa beauté de corps et d'esprit font que de nombreux extraterrestres de la galaxie tombent souvent amoureux d'elle. (un tollan, un tokra, un ancien, un réplicateur, etc...)