Özlem Karahan, 20 Ocak 1972, tarihinde İstanbul’da doğdu. 1989 yılında Kadıköy Anadolu Lisesi’ni, 1995 yılında Boğaziçi Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü’nü bitirdi. 1995-1997 yılları arasında İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Yüksek Lisans Programını, 1997-2005 yılları arasında da Çevre Mühendisliği Doktora Programını tamamladı. Doktora çalışmalarının bir bölümünü 2001-2002 tarihleri arasında Hollanda TU-Delft, Kluyver Biyoteknoloji Enstitüsünde misafir araştırmacı olarak yürüttü. 1998 yılında İTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü’ne Araştırma Görevlisi olarak göreve başladı. 2006 yılında ise Yardımcı Doçent kadrosuna atandı. 2004 yılından beri  Dr. Sedat Üründül Çevre Bilimleri Laboratuvarı Sorumlu Yardımcısı görevini sürdürmektedir.