Il padre, di religione protestante, e la madre, di fede cattolica, hanno aderito alla Società Teosofica Italiana, allontanandosi dalle loro rispettive fedi religiose. Margherita Hack, dopo aver compiuto gli studi presso il Liceo Classico "Galileo" di Firenze, si è laureata in fisica nel 1945 con una tesi di astrofisica sulle Cefeidi, realizzata sempre a Firenze presso l'osservatorio di Arcetri.Nel febbraio 1944 ha sposato Aldo De Rosa.
Incarichi ricoperti in ambito scientifico..È stata professore ordinario all'Università di Trieste di astronomia dal 1964 al 1° novembre 1992 anno nel quale fu collocata "fuori ruolo" per cinque anni esatti e la sua Cattedra fu messa a concorso e vinta dall'allievo Fabio Mardirossian direttore dell'Osservatorio ; poi è passata nel ruolo di professore emerito dal 1998.Ha diretto l'Osservatorio Astronomico di Trieste dal 1964 al 1987, portandolo a rinomanza internazionale. Membro delle più prestigiose società fisiche e astronomiche, Margherita Hack è stata anche direttore del Dipartimento di Astronomia dell'Università di Trieste dal 1985 al 1991 e dal 1994 al 1997. È un membro dell'Accademia Nazionale dei Lincei . Ha lavorato presso numerosi osservatori americani ed europei ed è stata per lungo tempo membro dei gruppi di lavoro dell'ESA e della NASA. In Italia, con un'intensa opera di promozione ha ottenuto che la comunità astronomica italiana espandesse la sua attività nell'utilizzo di vari satelliti giungendo ad un livello di rinomanza internazionale.Ha pubblicato numerosi lavori originali su riviste internazionali e numerosi libri sia divulgativi sia a livello universitario. Nel 1994 ha ricevuto la Targa Giuseppe Piazzi per la ricerca scientifica. Nel 1995 ha ricevuto il Premio Internazionale Cortina Ulisse per la divulgazione scientifica. Margherita Hack nel 1978 fondò la rivista bimensile L'Astronomia il cui primo numero vide la luce nel novembre del 1979; successivamente, insieme con Corrado Lamberti, diresse la rivista di divulgazione scientifica e di cultura astronomica Le Stelle. In segno di apprezzamento per il suo importante contributo, le è stato anche intitolato l'asteroide 8558 Hack.

	« Noi atei crediamo di dover agire secondo coscienza per un principio morale, non perché ci aspettiamo una ricompensa in paradiso. »
	(Margherita Hack)

Margherita Hack è molto nota anche per le sue attività non strettamente scientifiche e in campo sociale e politico. Dal 1989 è garante scientifico del CICAP e, dal 2002, è presidente onorario dell'Unione degli Atei e degli Agnostici Razionalisti; dal 2005 è iscritta all'Associazione Luca Coscioni per la libertà di ricerca scientifica. In passato è stata iscritta al Partito Radicale Transnazionale. Si è candidata alle elezioni regionali del 2005, in Lombardia, nella lista del Partito dei Comunisti Italiani ottenendo 5.634 voti nella città di Milano. Dopo la sua elezione ha ceduto il seggio a Bebo Storti.Si è schierata nuovamente nelle elezioni politiche del 2006 con il Partito dei Comunisti Italiani: candidata in molteplici circoscrizioni della Camera, è stata eletta ma ha rinunciato al seggio ottenuto per continuare a dedicarsi all'astronomia. È socia onoraria dell'associazione Libera Uscita per la depenalizzazione dell'eutanasia. Sull'ufologia ha dichiarato di ritenere assurda ogni ipotesi di contatto con altre civiltà a causa delle enormi distanze ed il limite invalicabile della velocità della luce. Nel 2008 è stata componente della Giuria per inediti in letteratura del Premio "Città di Trieste" Alabarda d'oro. Il 22 ottobre 2008, durante una manifestazione studentesca, in Piazza Signoria a Firenze, ha tenuto una lezione di astrofisica anche con un veloce accenno agli esperimenti eseguiti al CERN sul bosone di Higgs, preceduta da una discussione contro la legge 133/08 (ex-decreto legge 112, rinominato "decreto Tremonti").Il 21 marzo 2009, il segretario del Partito dei Comunisti Italiani Oliviero Diliberto ha annunciato la candidatura della Hack nella Lista Anticapitalista per le elezioni europee di giugno nelle isole. In quella circostanza non è stata eletta. La scienziata tuttavia è risultata poi essere inserita anche nella circoscrizione Nord-Ovest.Durante le elezioni regionali del 2010 si è presentata tra le file della Federazione della Sinistra ed è risultata eletta nel Lazio nella Circorscrizione di Roma, con oltre 7000 preferenze^.È dichiaratamente vegetariana.

A favore del nucleare

 Sul tema della questione energetica Margherita Hack si è schierata a favore del nucleare, spiegando che l'Italia attualmente deve comprarla dagli altri «perché siamo completamente dipendenti dall'estero, e se ci fosse un disastro in uno di questi paesi noi avremmo tutti i danni senza averne i vantaggi». Sostenendo che esiste «una paura irrazionale, anche scientifica, per l'energia nucleare, per gli Ogm», ha precisato che «essere a favore del nucleare da un punto di vista scientifico non vuol dire certo essere a favore di Berlusconi».