Le Docteur Carol Marcus est une des spécialistes de la Fédération dans le domaine de la biologie moléculaire. Elle s'est décidée très tôt à embrasser une carrière scientifique et n'a rien laissé se mettre en travers de son chemin.

Au début des années 2260, Carol avait fréquenté un jeune officier de Starfleet du nom de James T. Kirk. En 2261, elle donne naissance à leur fils, David. Elle a néanmoins le sentiment que leur histoire d'amour ne mène nulle part, Kirk sillonnant la Galaxie pendant qu'elle s'enferme dans son laboratoire. Elle lui demande donc de la laisser en paix pour élever leur fils.

Que leurs carrières respectives aient toujours davantage compté à leurs yeux que leur amour l'un pour l'autre est incontestable, et incontesté. Du point de vue de Carol, Kirk et elle ont vécu toute leur vie dans des mondes entièrement différents. Or, elle veut élever son fils dans son propre univers.

Carol a poursuivi ses travaux, collectionnant les succès. En 2284, elle soumet à la Fédération le plus ambitieux de tous ses plans et, potentiellement, le plus dangereux : le Projet Genesis. Une fois sa proposition acceptée et subventionnée par la FUP, elle entame un processus de développement en trois étapes, s'entourant d'une équipe de savants hautement qualifiés, dont son propre fils, le Docteur David Marcus.

L'équipe accomplit des progrès remarquables et, en 2285, se déclare prête à tester sa création. Avant qu'elle puisse dénicher une planète adaptée où tester le Dispositif Genesis cependant, Khan Noonien Singh et ses « surhommes » interviennent, ramenant James Kirk dans la vie de Carol et de David.

Si Carol ne partage pas la défiance de son fils envers Starfleet, elle est tout aussi indignée que lui de s'entendre signifier la confiscation du projet et de tous les documents y afférant sur l'USS Reliant NCC-1864, sur ordre de l'Amiral Kirk.

Elle est décidée à s'opposer à cette intrusion dans ses affaires, même si elle est par ailleurs disposée à accorder à Kirk le bénéfice du doute. Quand il s'avère que Khan a dérobé le Dispositif Genesis, Carol accepte avec gratitude l'assistance de l'Amiral.

Tout au long de la quête visant à soustraire le dispositif aux visées de Khan, il apparaît que, si Carol Marcus a toujours de l'affection pour Kirk, son premier et véritable amour demeure le travail. Alors qu'un vent de chaos souffle sur son univers, elle admire la planète Genesis dans toute sa gloire...

Celle-ci correspond précisément à ce que les spécificités de Carol et des années de recherches avaient laissé présager. Le Projet Genesis semble couronné de succès et Carol Marcus déborde visiblement de fierté.

La rencontre avec Khan lui offre l'occasion de révéler à David qui est son père et de refermer d'anciennes plaies entre Kirk et elle. Quand son fils périt sous les coups des Klingons sur la planète Genesis, Carol restera seule avec ses projets et ses recherches, la vie qu'elle a choisie et qu'elle mène depuis tant d'années.