Catalina Botero es profesora de Derecho Constitucional. En 2015 y 2016 fue designada conjuez de la Corte Constitucional de Colombia. Actualmente es asesora de entidades como la Unesco y el Tribunal Electoral del Poder Judicial de la Federación de México. Es miembro del Consejo Académico del Centro de Estudios Constitucionales de la Suprema Corte de Justicia de la Nación de México y experta invitada de diversos proyectos académicos como Global Freedom of Expression and Information de la Universidad de Columbia en Nueva York; LatinAmericaGoesGlobal de la Facultad de Asuntos Internacionales de la misma universidad y el observatorio global Internet & Jurisdiction Project.

En 2016 ha sido profesora de la Universidad Externado de Colombia y de la Academia de Derechos Humanos y Derecho Internacional Humanitario de American University. Es socia fundadora del Centro de Estudios de Derecho, Justicia y Sociedad (Dejusticia), miembro de la Junta Directiva de la Fundación para la Libertad de Prensa (FLIP) y del comité académico internacional del Centro de Estudios de Libertad de Expresión y Acceso a la Información (CELA) de la Universidad de Palermo (Argentina).

Desde 2008 hasta 2014, fue Relatora Especial para la Libertad de Expresión de la Comisión Interamericana de Derechos Humanos (CIDH) de la Organización de Estados Americanos (OEA). Antes de ser elegida relatora, fue Magistrada auxiliar de la Corte Constitucional por más de ocho años. En 2007 fue Magistrada titular en provisionalidad de la misma Corte. Durante tres años ocupó el cargo de Directora Nacional de Divulgación y Promoción de Derechos Humanos de la Defensoría del Pueblo. Fue asesora de la Asesoría de Derechos Humanos y Derecho Internacional Humanitario de la Fundación Social y del Despacho del Procurador General de la Nación.