Dr. Sema Karaoğlu 1965 yılında Ankara'da doğdu. İlkokulu Ankara Atatürk ilkokulu'nda bitirdikten sonra, ortaokulu İzmir'de 9 eylül Ortaokulu'nda okudu. 1982 yılında İzmir Kız Lisesi Fen bölümünden mezun oldu ardından 9 Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesini kazandı. 1988 yılında Tıp doktoru olarak mezun oldu ve aynı yıl sınıf arkadaşı olan Dr. Sinan Karaoğlu ile evlendi. 1989'da Pratisyen hekimlik mecburi hizmetini yapmak üzere Sivas SSK hastanesine atandı. 5 ay kadar sonra eş durumu nedeni ile Kayseri Devlet hastanesine tayini çıktı ve mecburi hizmetini burada tamamladı.
Sema Karaoğlu, 1989 Şubat ayında Erciyes Üniversitesi Dermatoloji Kliniğinde uzmanlığına başladı. 1990 yılında şu anda Tıp Eğitimini yapmakta olan ilk kızını dünyaya getirdi. 1993 yılı Temmuz ayında Deri ve Zührevi hastalıkları uzmanlığını tamamladığında ikinci çocuğuna hamileydi. İkinci çocuğunu Kayseri'de dünyaya getirdikten hemen sonra uzmanlık mecburi hizmetini yapmak üzere Amasya Ruhi Tingiz Devlet hastanesine atandı. Amasya'da Dermatoloji hastalarının yanısıra ilk kez Dermakozmetik uygulamalara başladı. Burada üç yıl kaldıktan sonra eşinin akademisyenliği nedeni ile tekrar Kayseri'ye döndü.
Karaoğlu, devlet hastanesindeki hizmetinin yanısıra 1996'da Venüs Estetik Merkezi'ni kurdu. Aynı yıl Almanya Erlangen'de Friedrich- Alexander Universitat Haut skin Clinic'te Prof Dr Gerold Schuler'in kliniğinde deri cerrahisi ve CO2 laserle deri cerrahisi, Androloji ve fleboloji üzerine çalıştı. 2002 yılında 3. çocuğu dünyaya gelince işlerine biraz ara vermek çocuğu ile ilgilenmek adına Venüs Estetik merkezini devretti. 2004-2006 yılları arasında 1.5 yıl süre ile eşinin Pittsburgh'ta bir burs kazanması üzerine 3 çocuğuyla beraber Amerika'ya gitti. Burada da deride kullanılan lazerler üzerine çalıştı.
Pittsburgh'ta çeşitli Dermatoloji ve Plastik cerrahi kliniklerinde observer olarak çalıştı. 2007 yılında sağlık nedenleri ile devlet hizmetinden istifa etti. Şu anda özel sektörde çalışmalarını sürdürmekte olan Sema Karaoğlu, 31 Mart 2019 yerel seçimlerinde Kayseri Melikgazi Belediye Başkan adayı oldu.
