Pionnière de l'astronomie, Caroline Herschel est née dans une famille de huit enfants. A l’âge de 10 ans, elle est atteinte de typhus, ce qui occasionne un important retard de croissance et limitera sa taille à 1,40m. Persuadée qu’elle ne trouvera pas de mari, sa mère la destine à un rôle de cendrillon au sein de la maison, l’assignant aux taches ménagères. Cependant son père, qui a déjà poussé ses ainé.é.s à étudier les mathématiques, la musique et le français, l’incite à s’instruire et lui dispense lui-même plusieurs enseignements. Les Herschel sont une famille de musiciens, comme tous les enfants, Caroline reçoit une instruction musicale et devient une chanteuse accomplie.  Son frère William (né Wilhelm Friedrich), qui vit en Angleterre près de Bath, la réclame à ses côtés, ce sera un tournant dans sa vie. Musicien et passionné d'astronomie, il fait d'elle la vedette de ses concerts et l'initie à l'astronomie. Abandonnant la musique pour se consacrer pleinement à l'astronomie, il entraîne sa sœur dans l'exercice de cette science où elle excellera autant que lui. Ensemble ils perfectionnent leurs télescopes, ce qui leur permet des observations de plus en plus lointaines. Caroline Herschel découvre plusieurs comètes, dont la fameuse comète de Enke (qui porte non pas le nom de sa découvreuse mais de l'astronome qui calcula son orbite…) et la comète périodique 35P/Herschel-Rigollet, qui elle porte son nom.

En 1835, elle est élue avec Mary Somerville membre honoraire de la Royal Astronomical Society : elles sont les premières femmes à l’être.