Black har optrådt i Australien og New Zealand i tv og film. Hun portrætterede en transkønnet kvinde ved navn Jill Mayhew i den australske tv-serie Good Guys, Bad Guys. Hun havde en hovedrolle i den newzealandske sæbeopera City Life i rollen som den græske advokat Angela Kostapas.
Black fik international anerkendelse for sin rolle i Farscape og blev nomineret til en Saturn Award i kategorien Bedste skuespillerinde i både 2001 og 2002, og vandt prisen i 2005. Hun har medvirket i spillefilmene Queen of the Damned og Pitch Black. Efter Farscape sluttede, optrådte Black som Vala Mal Doran i Stargate SG-1-episoden “Prometheus Unbound”; hendes præstation blev godt modtaget, og hun blev inviteret til at gentage sin rolle i seriens niende sæson, da den faste Amanda Tapping gik på barselsorlov. Black vendte tilbage til serien som fast castmedlem i den tiende og sidste sæson, og hun spillede også hovedrollen i Stargate: The Ark of Truth og Stargate: Continuum, film, der afsluttede seriens historier. Black spillede sammen med Ben Browder i begge serier.
I NBC tv-serien Life (2007) blev Black castet i birollen Jennifer Conover i den første pilotfilm. På grund af Blacks anden graviditet blev rollen omcastet, og rollen blev givet til skuespillerinden Jennifer Siebel, da serien blev købt af tv-selskabet. NBC brugte stadig optagelser af Black og ingen af Siebel, da de promoverede tv-seriens debut.
Populær ved science fiction-konventioner viste Black sit talent for at synge og spille guitar ved Farscape-konventionerne, og i 2007 sang hun på debutalbummet af musikeren og Farscape-skuespillerkollegaen Paul Goddard.
Black har optrådt i teater. Hun spillede Portia i en turné af Købmanden i Venedig. Hun har haft roller i Spotlight on Women, The Picture of Dorian Gray, Loose Ends og Pick Ups for Belvoir street theatre; Little Women og The World Knot for Bicentennial Opera.
Siden 2007 har Black været en produktiv videospilstemmeskuespillerinde. Hun har især fået opmærksomhed for sit arbejde med BioWares Dragon Age- og Mass Effect-serier. Hendes søn Odin Black lagde stemme til hendes Dragon Age-karakters søn i Dragon Age: Inquisition. Hun spillede også Chloe Frazer i Uncharted-serien.
I 2008 fortalte hun lydbogen “Swallowing Darkness” af Laurell K. Hamilton.
I 2014 lægger hun stemme til sælgeren Tess Everis i spillet Destiny og igen i 2017 til Destiny 2.
I 2014 havde Black også en voice-over rolle i Rick and Morty som Ma-Sha i afsnittet “Rasing Gazorpasorp”.
I 2016 optrådte hun i Call of Duty: Infinite Warfare som ingeniør Audrey “Mac” MaCallum.
