Sema Yılmaz urodziła się 30 lipca 1965 roku. Uzyskała tytuł licencjata na Wydziale Lekarskim Cerrahpaşa Uniwersytetu w Stambule i ukończyła staż medyczny w Katedrze Pediatrii w Szpitalu Zdrowia i Chorób Kobiet i Dzieci Zeynep Kamil. Ukończyła również specjalizację medyczną w zakresie hematologii/onkologii dziecięcej na Uniwersytecie Cukurova. Jej praca magisterska z zakresu rezydentury medycznej nosiła tytuł „Związek między gęstością porannego pierwszego moczu a moczeniem nocnym u dzieci w wieku 3-6 lat”, a jej praca magisterska z zakresu specjalizacji medycznej nosiła tytuł „Porównanie ekspresji genu receptora 4 sfingozyny 1-fosforanu u zdrowych dzieci i pacjentów z neuroblastomą”. Swoją karierę medyczną rozpoczęła jako lekarz rodzinny. Po 4 latach pracy jako lekarz rodzinny, przez 5 lat pracowała jako lekarz badacz w Szpitalu Szkoleniowym i Badawczym Zdrowia i Chorób Kobiet i Dzieci Zeynep Kamil. Następnie pełniła funkcję lekarza specjalisty, adiunkta i profesora nadzwyczajnego w różnych instytucjach. Pracowała w Houston MD Anderson, North Carolina-UNC, Boston-Harvard University w USA. Ponadto prowadziła badania nad terapiami komórkowymi. Otrzymała tytuł profesora pediatrycznej hematologii/onkologii na Wydziale Lekarskim Usak. Jest członkiem Turkish Pediatric Oncology Group, European Association for Cancer Research (EACR), Turkish Medical Association, Turkish National Pediatrics Association, Turkish Pediatrics Association, Pediatrics Specialty Academy Association (PUADER), Turkish Immunology Association, Turkish Hematology Association i Molecular Oncology Association (MOKAD). Obecnie służy swoim pacjentom w Koru Hospital. Jej zainteresowania medyczne obejmują:
Terapie komórkowe w nowotworach wieku dziecięcego
Immunologia raka
Badanie ścieżek genetycznych odpowiedzialnych za raka i przerzuty
Mikrobiota płucna
Transplantacja BAL