麦克林托克于1902年6月16日，出生于美国康涅狄格州的哈特福德，母亲萨拉·汉迪·麦克林托克是一个喜欢冒险的勇敢的妇女；父亲托马斯·亨利·麦克林托克天生具有桀骜不驯的个性。求学时代，她深深地迷上了自然科学，常能出其不意地以自己独特的方式来解答各种难题，而寻找答案的整个过程对她来说，是一个巨大的快乐。在麦克林托克未来漫长的科研生涯中，这种快乐一直伴随着她，并成为她不懈努力的唯一源泉。
1919年，麦克林托克在康乃尔大学农学院注册入学。1921年秋，她选修了一门唯一向本科生开放的遗传学课程。在当时，几乎很少有学生对遗传学产生兴趣，他们大多热衷于农业学，并以此作为谋生手段。但麦克林托克却对这门课有着强烈的兴趣，从而引起了主讲教师赫丘逊的注意。课程结束后，赫丘逊来电话邀请她选修康乃尔大学专为研究生开设的其他遗传学课程。麦克林托克欣然接受了他的邀请，并就此踏上遗传研究的道路。
同时，麦克林托克还选修了植物学系夏普教授开设的细胞学课程。夏普的兴趣集中于染色体的结构以及在减数分裂和有丝分裂期间它们的行为的研究上。当时，染色体正在受到人们的强烈关注，被认定是“遗传因子”的载体。麦克林托克在康乃尔大学植物学系读研究生时，毫不犹豫地认准了这一研究方向——细胞遗传学。
当时的康乃尔大学是玉米遗传学的中心，这一研究由爱默生教授所创立。玉米具有明确可辨的遗传性状，当时已证明它籽粒上糊粉层的颜色以及胚乳的性质，均受孟德尔遗传因子所控制。玉米同果蝇不同，它一年才一熟，这就为研究人员细致深入的研究提供了充裕的时间。当时的玉米遗传学研究，集中在对突变性质的发现、描述、定位和积累上。如果说，是爱默生开创了玉米遗传学，那么麦克林托克则成功地实现了玉米遗传学与细胞学的联姻。
在研究生期间，麦克林托克曾给一位细胞学家兰道夫担任助教。兰道夫是一位颇有成就的细胞学家，他对玉米籽粒发育的细胞形态学的详尽研究，直到今天依然是权威性的工作。当时，他立志要完成的一项工作是确定玉米细胞中不同染色体的形态特征。然而，他所选取的根尖切片细胞，其中的染色体是如此之小，以至无法确定其细节特征。因此，这一工作被耽搁下来，似乎前景黯淡。
1925年，麦克林托克来到了兰道夫的实验室，事情立刻发生了戏剧性的变化。麦克林托克一下子抓住了问题的关键。她发现，对于细胞学研究来说，玉米的根尖切片远不是一种合适的材料，相反，玉米的小孢子细胞在分裂过程中，其中期或后期染色体更为清晰可辨。当时，恰好贝林发明一种新的乙酸洋红涂片技术，这种方法特别适合于玉米，通过它可观察到每一条玉米染色体分裂和复制的全过程。麦克林托克采纳了这一方法，加之选用的材料合适，经过几周的努力，她鉴定出玉米细胞中每条染色体的不同形态特征。根据染色体的长度，她把最长的一条命名为1号染色体，最短的一条命名为10号染色体。
可以说巴巴拉·麦克林托克是20世纪具有传奇般经历的女科学家，她在玉米中发现了“会跳舞”的基因。
基因在染色体上作线性排列，基因与基因之间的距离非常稳定。常规的交换和重组只发生在等位基因之间，并不扰乱这种距离。在显微镜下可见的、发生频率非常稀少的染色体倒位和相互易位等畸变才会改变基因的位置。可是，麦克林托克这位女遗传学家，竟然发现单个的基因会跳起舞来：从染色体的一个位置跳到另一个位置，甚至从一条染色体跳到另一条染色体上。麦克林托克称这种能跳动的基因为“转座因子”。
麦克林托克理论的影响是非常深远的，她发现能跳动的控制因子，可以调控玉米籽粒颜色基因的活动，这是生物学史上首次提出的基因调控模型，对后来莫诺和雅各布等提出操纵子学说提供了启发。转座因子的跳动和作用控制着结构基因的活动，造成不同的细胞内基因活性状态的差异，有可能为发育和分化研究提供新线索，说不定癌细胞的产生也与转座因子有关。转座因子能够从一段染色体中跑出来，再嵌入到另一段染色体中去，现代的DNA重组和基因工程技术也从这里得到过启发。转座子的确是在内切酶的作用下，从一段染色体上被切下来，然后在连接酶的作用下再嵌入到另一切口中去的。
我国遗传学者王身立教授曾在1982年与名誉主席谈家桢一起预言，麦克林托克会获诺贝尔奖。翌年，麦克林托果然荣获诺贝尔生理学医学奖。
在1951年的冷泉港学术研究会上，麦克林托克通报了她对转座理论的研究，然而出乎意料的是，当时一流的遗传学家却无法理解她所用的语言，麦克林托克受到了前所未有的冷遇。
就经典遗传学而言，摩尔根的基因理论强调的是基因的稳定性、突变的随机性。比德尔“一个基因一种酶”学说突出的是基因的功能性，亦即它编码合成蛋白质的能力。然而，转座理论恰恰与此相对立。麦克林托克强调的是，基因可以在染色体上不同位点之间、甚至在不同的染色体之间跳来跳去。稳定的基因竟然能随意移动，在当时看来这近乎天方夜谭。麦克林托克还认为，基因除了编码蛋白质之外，它还是一种控制因子，比如Ac-Ds体系。对于控制因子来说，它的任务不在于编码任何蛋白质，而只在于调节、控制其他基因的有序表达。这样一种控制的概念，对于经典遗传学家来说也颇为生疏。
从另一方面来看，对于转座概念的拒绝，也反映了经典遗传学方法本身的局限。由于用经典方法所得到的结论往往是间接的逻辑推理的产物，而对于“转座”这样大胆的观点，在没有直接看到这种现象的时候，遗传学家宁可采取怀疑的态度。很显然，若是没有70年代细菌遗传学的证实，“转座”恐怕仍不会被接受。此外，“转座”现象当时仅在玉米中发现，由于缺乏普遍有效性，要科学共同体接受这种理论也是很困难的。可见，经典的方法往往会受到实验材料的限制。除了玉米之外，酵母、果蝇、细菌等转座现象都是用分子方法发现的。麦克林托克一生都对玉米情有独钟，而玉米也正是她走向成功的关键。最近，美国科学家发现在玉米基因组的20亿个碱基对中，其中转座因子就占了一半以上。这简直是命运对麦克林托克特别的垂青！如果不是以玉米作为实验材料，也许我们今天还无缘与“转座”相识。
同样是关于基因调节的概念，20世纪60年代初，当雅各布和莫诺在大肠杆菌中提出“操纵子”模型时，立刻就引起分子生物学家的普遍反应。其原因在于雅各布和莫诺所使用的研究对象是为大家所熟悉公认的大肠杆菌。操纵子模型提出之后，麦克林托克欢欣鼓舞，因为她希望基因的调节概念被大家接受之后，她的转座理论也能为大家所承认。她立刻发表文章，将操纵子模型与转座体系进行类比，认为操纵基因与调节基因相当于玉米转座体系中的Ds-Ac控制因子，它们都担当起控制与调节基因表达的功能。但遗憾的是，分子生物学家虽接受了大肠杆菌中的操纵子模型，却仍然无法接受玉米中的转座体系。