Carolina Vila-Chã é Licenciada e Mestre em Ciências do Desporto e obteve o seu Doutoramento em Engenharia Biomédica pela Universidade do Porto ,  Portugal. Em 2007-2010, ela foi pesquisadora convidada do Centro de Interação Sensório-Motora, Universidade de Aalborg , Dinamarca.
Desde 2012, é professora adjunta do Departamento de Desporto do Instituto Politécnico da Guarda, e investigadora do Centro de  Investigação em Desporto, Saúde e Desenvolvimento Humano (CIDESD).

A sua pesquisa está focada na avaliação de adaptações neuromusculares ao treino, por meio de técnicas avançadas de Electromiografia (EMG).
Os seus interesses científicos incluem também a exploração de alterações neuromusculares induzidas pelo envelhecimento, fadiga muscular, atraso  no aparecimento de dores musculares, e o seu impacto no controle motor.
Recentemente, vem desenvolvendo projetos na área da atividade física e envelhecimento saudável. Dentro dessas áreas, tem várias publicações,  trabalhos e resumos de conferências.