Roteirista, diretor e produtor de cinema.
Seu primeiro trabalho foi o curta-metragem Vengeance is mine (1983), em parceria com Carlos Marcovich. No ano seguinte, foi assistente de direção em Nocaut, primeiro longa-metragem do diretor José Luis García Agraz. O filme recebeu diversas premiações e foi apresentado em festivais na Europa e nos Estados Unidos. Depois de dirigir Sólo con tu pareja (1991), Cuarón recebeu um convite do estúdio Warner Brothers, em Hollywood (EUA), para dirigir o longa infantil A princesinha (1995), indicado aos Oscar de melhor fotografia e cenografia. Em 2001, dividiu com o irmão, o também cineasta Carlos Cuarón, a produção, direção e o roteiro do filme E sua mãe também, grande sucesso de público e que se tornou um marco do cinema mexicano.
A Warner Brothers o chamou novamente para dirigir Harry Potter e o prisioneiro de Azkaban (2004), o terceiro longa da série. No ano seguinte, dirigiu Paris, te amo e, em 2006, Filhos da esperança, que recebeu três indicações ao Oscar: melhor roteiro adaptado, fotografia e montagem. Em 2007, coproduziu o premiado O labirinto do fauno, dirigido por Guillermo del Toro. Em 2014, com Gravidade, recebeu três prêmios de melhor diretor: o Oscar, o Globo de Ouro e o prêmio Bafta.
Cuarón tem três filhos: Jonás, do primeiro casamento com Mariana Elizondo, Tess Bu e Olmo Teodoro, do segundo casamento com Annalisa Bugliani. Sua companheira desde 2014 é a escritora e ambientalista inglesa Sheherazade Goldsmith.