È diventata celebre come interprete del personaggio di Neytiri, protagonista del blockbuster “Avatar,” di James Cameron, con Sigourney Weaver e Sam Worthington; la sua fama è poi cresciuta esponenzialmente dopo aver recitato nel blockbuster di J.J. Abram “Star Trek”, quattro volte candidato all’Oscar nel 2010.
Tra gli altri film che ha interpretato ci sono “The Losers”, “Il funerale è servito”, “Prospettive di un delitto”, “Haven”, “Indovina Chi”, “I Pirati dei caraibi: La Maledizione della Prima Luna”, “The Terminal”, “Dirty Deeds”, “Temptation”, “Constellation”, “Get Over It”, “Crossroads-Le Strade della Vita”, “Snipes” “Drumline - Tieni il tempo della vita”, e il film che ha segnato il suo debutto cinematografico, “Il ritmo del successo”. In ambito televisivo è apparsa sulla WB, in “Keeping It Real,” e sulla NBC in “Law & Order”.
Nel 2004, ha ricevuto il premio “One to Watch”, conferito da Movieline Magazine, per la sua performance in “The Terminal”. È stata tra i protagonisti del film “Colombiana”, oltre che del dramma “The Words”, con Bradley Cooper, Olivia Wilde e Jeremy Irons.
Recentemente ha finito le riprese dell’atteso biopic su Nina Simone, dal titolo “Nina”.
È apparsa anche nel secondo episodio della franchise di “Star Trek 2”, diretto da J.J. Abrams, con Chris Pine, Benedict Cumberbatch e Zachary Quinto, e nell’attesissimo dramma indipendente “Il fuoco della vendetta - Out of the Furnace” con Christian Bale, Casey Affleck, Woody Harrelson e Forest Whitaker, per la regia di Scott Cooper (“Crazy Heart”). Inoltre, sarà tra gli interpreti del dramma di Guillaume Canet, dal titolo “Blood Ties” con Clive Owen, Marion Cotillard e Billy Crudup. È stata tra i protagonisti de “I Guardiani della Galassia”, dove veste i panni dell’eroina Gamora.
È nata e cresciuta a New York. Attualmente vive a Los Angeles.