Guionista, director y productor de cine.
Su primer trabajo fue el cortometraje Vengeance is mine (1983), junto con Carlos Marcovich. El año siguiente fue asistente de dirección en Nocaut, primer largometraje del director José Luis García Agraz. El filme recibió diversos premios y fue presentado en festivales en Europa y en los Estados Unidos. Luego de dirigir Sólo con tu pareja (1991), Cuarón recibió una invitación del estudio Warner Brothers, en Hollywood (Estados Unidos), para dirigir el largometraje infantil La princesita (1995), nominado al Oscar por mejor fotografía y escenografía. En 2001 compartió con su hermano, también cineasta, Carlos Cuarón, la producción, la dirección y el guion del filme Y tu mamá también, un gran éxito de público que se convirtió en una referencia del cine mexicano.
La Warner Brothers lo llamó nuevamente para dirigir Harry Potter y el prisionero de Azkaban (2004), el tercer largometraje de la saga. Al año siguiente dirigió París, te amo y, en 2006, Niños del hombre, que recibió tres nominaciones para el Oscar: mejor guion adaptado, fotografía y montaje. En 2007 coprodujo el premiado El laberinto del fauno, dirigido por Guillermo del Toro. En 2014, con Gravedad, recibió tres premios por mejor director: el Oscar, el Globo de Oro y el premio Bafta.
Cuarón tiene tres hijos: Jonás, del primer casamiento con Mariana Elizondo, y Tess Bu y Olmo Teodoro, del segundo casamiento con Annalisa Bugliani. Su compañera desde 2014 es la escritora y ambientalista inglesa Sheheraza de Goldsmith.