Sema Ergönül, lisans eğitimini İstanbul Teknik Üniversitesi Mimarlık Bölümü’nden 1982 yılında, yüksek lisans eğitimini Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yapı Bilgisi Programı’nda 1988 yılında ve doktora eğitimini Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yapım Proje Yönetimi Programında 2002 yılında tamamlamıştır. Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi’nde 2006 yılında ‘Doçent’, 2012 yılında ise ‘Profesör’ kadrosuna atanmıştır. Halen aynı kurumda öğretim üyeliğinin yanı sıra, Dekanlık, Yapı Uygulama ve Araştırma Merkezi Müdürlüğü (YUAM) ve Kentsel Tasarım Uygulama ve Araştırma Merkezi Müdürlüğü (KENTTAM) görevlerini sürdürmektedir. Yine aynı kurumda birçok kurul ve komisyonda görev almış, bir çok sempozyum ve konferans gibi etkinliklerin düzenlenmesinde aktif rol almıştır. Ayrıca, 2007-2009 yılları arasında Mimarlık Akreditasyon Kurulu (MIAK) üyeliğinde bulunmuştur.
Akademik çalışmaları ve katılımları, Süre Yönetimi, Kalite Yönetimi, Maliyet ve Risk Yönetimi, Bina ve Mühendislik Ekonomisi, Değer Mühendisliği, Sürdürülebilir Proje ve Yapım Yönetimi konuları üzerinedir. YUAM bünyesinde 2012-2014 yılları arasında gerçekleştirilen İstanbul Kalkınma Ajansı destekli “Yapılarda Enerji Verimliliği Araştırma-Geliştirme, Bilgi Paylaşımı Sisteminin Oluşturulması“ projesini yürütmüş ve proje kapsamında Türkiye’ye özgü “Sürdürülebilir Enerji Etkin Binalar (SEEB-TR)” Yeşil Bina Sertifika Sistemi geliştirilmiştir. MSGSÜ ile Erdek Belediyesi ortak protokolünde gerçekleşen “Erdek/Yukarıyapıcı Mahallesi Yenileme Projesi”nde proje yürütücüsü olarak görev almıştır. Ayrıca, KENTTAM bünyesinde T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı için hazırlanan ‘Kentsel Mekânsal Standartların Geliştirilmesi’ projesi proje ekibinde yer almıştır. Halen devam etmekte olan TÜBİTAK destekli “Mahalle Ölçeğinde Sürdürülebilir Değerlendirme Sistemi Geliştirilmesi” projesinde proje yürütücülüğü bulunmaktadır.