Imelda Muller, 34, ist in Copake Falls, New York, geboren. Sie war Leutnantin der US Navy und diente nach ihrer Ausbildung am Naval Undersea Medical Institute als Unterwasserärztin. Muller erwarb einen Bachelor-Abschluss in Verhaltensneurowissenschaften an der Northeastern University und einen Abschluss in Medizin am University of Vermont College of Medicine. Zu ihren Erfahrungen gehört die medizinische Unterstützung während der operativen Tauchausbildung der Navy am Neutral Buoyancy Laboratory der NASA. Zum Zeitpunkt ihrer Auswahl absolvierte Muller eine Facharztausbildung in Anästhesie an der Johns Hopkins School of Medicine in Baltimore.