Graduat en enginyeria industrial per la Universitat d’Auburn l’any 1982, obtingué un màster en administració d’empreses per la Universitat de Duke (1988).
Des del 1983 treballà a l’empresa IBM fins el 1994, que s’incorporà com a cap d’operacions d’Intelligent Electrònics, empresa estretament vinculada a Apple.
Després d’un breu pas per Compaq (1997-98), Steve Jobs el contractà per a Apple, on esdevingué un dels principals directius i el principal càrrec de confiança. Des del 2009, a causa de l’agreujament de la malaltia de Jobs, el substituí en períodes cada vegada més llargs. Cook fou oficialment nomenat director executiu d’Apple el 24 d’agost de 2011, un mes i escaig abans de la mort de Jobs.