Co Wicklow-kämpen slog Victoria Torres av Mexiko på ett enhälligt beslut att göra semifinalen.
Alla fyra semifinalisterna i Kazakstan kvalificerar sig för augustis olympiska spel.
Mellanviktig Savannah Marshall blev den 10: e brittiska boxare att boka en plats i Brasilien genom att outpointing kinesiska tredje frö Li Qian i hennes kvartsfinal bout.
Taylor, 29, som garanteras åtminstone en bronsmedalj, imponerad i tisdagens kvartsfinal med en klinisk display och siktar på en sjätte världstitel.
Bray boxaren slog Agnes Alexiusson av Sverige och Argentinas Dayana Sanchez i Astana innan han vann mot Torres över fyra ronder.
Taylor blev förvånansvärt slagen i OS-kvalifikationen i Turkiet förra månaden.
Azerbajdzjans Yana Alekseevna gav Taylor sitt första nederlag på fem år vid de europeiska olympiska kvalen för att lämna femfaldig världsmästare fortfarande söker Rio kval.
Alekseevnas seger i Samsun var Taylors första nederlag i 63 tävlingar.
Under tiden, Marshall, 25, kommer nästa möta holländska fighter Nouchka Fontijn för en plats i finalen.
Patriot Nicola Adams höll koll på första världens guld i sin karriär när hon pressade igenom mot Yu-Ting Lin av kinesiska Taipei i deras flugvikt bout.
Adams, som redan har kvalificerat sig för OS, går upp mot hemma favorit Ahaina Shekerbekova på torsdag, och vet att hon inte kommer att behöva kämpa stora rival Ren Cancan, som drog sig tillbaka med matförgiftning.
Storbritanniens Sandy Ryan missade en världsmedalj i den icke-olympiska ljus-welterweight division som hon förlorade på ett enhälligt beslut till Kinas Wenlu Yang.
London 2012 guldmedaljör Katie Taylor kommer att försvara sin lätta titel i Rio efter att ha säkrat en olympiska spel kaj vid VM.