Арнолдова је кћерка Жозефине Инман и нуклеарног физичара Вилијама Хауарда Арнолда. Одрасла је у Еџвуду, предграђу Питсбурга, као и у питсбуршким четвртима Шејдисајд и Сквирел хил, а завршила је градску средњу школу Тејлор Алдердајс 1974. године.[2] Као средњошколка је аутостопирала до Вашингтона како би протестовала против Вијетнамског рата, а живјела је сама радећи као конобарица у локалном џез клубу и као возач таксија.[3]
Арнолдова је дипломирала 1979. године и стекла диплому из области машинства и аерокосмичког инжењерства, гдје се фокусирала на истраживања соларне енергије.[4] Поред обавезних предавања, Арнолдова је похађала и предавања из економије, руског и италијанског језика, а замишљала је да ће постати дипломата или извршни директор, чак је размишљала и да стекне диплому из области међународних послова.[5] Узела је годину дана паузе од студирања како би отпутовала у Италију и радила у фабрици која је производила дијелове за нуклеарни реактор, а затим се вратила да заврши студије.[6] Када се вратила на Принстон, придружила се Принстоновом центру за енергетику и заштиту животне средине — групи научника и инжењера коју је у то време водио Роберт Соколов, радећи на развоју одрживих извора енергије, што ће постати кључни фокус каснијег рада Арнолдове.[6]
Након дипломирања на Принстону 1979. године, Арнолдова је радила као инжењер у Јужној Кореји и Бразилу, као и на Институту за истраживање соларне енергије у Колораду.[6] У овом институту (који данас носи назив Национална лабораторија за изучавање обновљиве енергије) радила је као дизајнер објеката за соларну енергију за удаљене локације, а помагала је у писању докумената за Уједињене нације.[5]
Арнолдова живи у калифорнијском граду Ла Канјада Флинтриџ. Била је у браку са Џејмсом Е. Бејлијем који је преминуо од рака 2001. године.[10][11] Добили су сина Џејмса Бејлија.[12] Арнолдова је сама себи дијагностиковала рак дојке 2005. године и подвргнута је терапији која је трајала 18 мјесеци.[13][13]
Удала се за астрофизичара са Калтека Ендруа Е. Ланга 1994. године, са којим је добила два сина, Вилијама и Џозефа.[12][14] Ланг је починио самоубиство 2010. године, а њихов син Вилијам је погинуо у несрећи 2016. године.[10]
.jpg)
