Kim er født i Los Angeles og vervet seg til U.S. Navy der han gjorde tjeneste i spesialstyrken SEAL Team 3. Han ble dekorert med Silver Star og Bronze Star, og fikk bestalling som offiser. Mens han tjenestegjorde i marinen fullførte Kim en bachelorgrad i matematikk og medisinutdannelse ved Harvard Medical School. Han har arbeidet innen akuttmedisin ved Massachusetts General Hospital i Boston. Han ble tatt opp i NASAs astronautkorps i 2017 og ansatt ved NASAs astronautkontor.