Black har spelat i Australien och Nya Zeeland i tv och filmer. Hon porträtterade en transsexuell kvinna vid namn Jill Mayhew i den australiska tv-serien Good Guys, Bad Guys. Hon hade en huvudroll i den nyzeeländska såpoperan City Life där hon spelade rollen som den grekiska advokaten Angela Kostapas.
Black fick internationellt erkännande för sin roll i Farscape och nominerades till en Saturn Award i kategorin bästa skådespelerska både 2001 och 2002, och vann priset 2005. Hon har medverkat i långfilmerna Queen of the Damned och Pitch Black. Efter att Farscape avslutats uppträdde Black som Vala Mal Doran i Stargate SG-1-avsnittet ”Prometheus Unbound”. Hennes insats mottogs väl och hon bjöds in att återuppta sin roll i seriens nionde säsong när seriens ordinarie Amanda Tapping gick på mammaledighet. Black återvände till serien som ordinarie skådespelare i den tionde och sista säsongen och spelade även huvudrollen i Stargate: The Ark of Truth och Stargate: Continuum, filmer som avslutade seriens berättelser. Black spelade tillsammans med Ben Browder i båda serierna.
I NBC:s tv-serie Life (2007) fick Black en biroll som Jennifer Conover i den första pilotavsnittet. På grund av Blacks andra graviditet omgjordes rollen och rollen gavs till skådespelerskan Jennifer Siebel när serien köptes av tv-nätverket. NBC använde fortfarande bilder av Black, och ingen av Siebel, när de marknadsförde tv-seriens debut.
Populär på science fiction-kongresser, visade Black sin talang för att sjunga och spela gitarr på Farscape-kongresserna, och 2007 sjöng hon på debutalbumet av musikern och Farscape-skådespelarkollegan Paul Goddard.
Black har uppträtt på teater. Hon spelade Portia i en turné av Merchant of Venice. Hon har haft roller i Spotlight on Women, The Picture of Dorian Gray, Loose Ends och Pick Ups för Belvoir street theatre; Little Women och The World Knot för Bicentennial Opera.
Sedan 2007 har Black varit en produktiv röstskådespelare i videospel. Hon har fått särskild uppmärksamhet för sitt arbete med BioWares serier Dragon Age och Mass Effect. Hennes son Odin Black har gjort röst för hennes Dragon Age-karaktärs son i Dragon Age: Inquisition. Hon spelade också Chloe Frazer i Uncharted-serien.
2008 berättade hon ljudboken ”Swallowing Darkness” av Laurell K. Hamilton.
2014 gav hon röst åt försäljaren Tess Everis i spelet Destiny och igen 2017 för Destiny 2.
2014 hade Black även en röstroll i Rick and Morty som Ma-Sha i avsnittet ”Rasing Gazorpasorp”.
2016 medverkade hon i Call of Duty: Infinite Warfare som ingenjör Audrey ”Mac” MaCallum.
