Alexandra Ferreira de Carvalho licenciou-se em Direito na Faculdade de Direito da Universidade de Lisboa, em 1992. Em 27 de junho de 2018 foi designada para o exercício do cargo de Secretária-Geral do Ministério do Ambiente, funções que desempenhava desde novembro de 2014 em regime de substituição.
É responsável pela atuação do Ministério no âmbito internacional, assegurando o apoio à formulação de políticas e de estratégias que contribuem para o crescimento sustentável num processo de transição para uma sociedade com baixo consumo de carbono. Nas suas funções é ainda responsável pela coordenação do programa orçamental do Ministério.
Igualmente encontra-se incumbida do apoio técnico e administrativo a conceder aos membros do Governo e aos serviços da administração direta do Ministério, nos domínios da gestão de recursos humanos, financeiros, jurídico e de contencioso, e ainda da informação e relações-públicas. Desde 1 de janeiro de 2017, que por inerência de funções é Diretora do Fundo Ambiental, instrumento financeiro que apoia entidades, atividades ou projetos que concretizem políticas de desenvolvimento sustentável e que contribuem para o cumprimento dos objetivos nacionais e internacionais nos domínios da descarbonização, das alterações climáticas, da economia circular, da educação ambiental, da recuperação de danos ambientais, da conservação da natureza e dos recursos hídricos. Nos dez anos que antecederam estas funções, foi Diretora do Departamento de Relações Internacionais do então Ministério do Ambiente e Ordenamento do Território, em que promoveu a atividade internacional do Ministério na União Europeia e em organismos bilaterais e multilaterais, assegurou a gestão de processos de pré-contencioso e contencioso comunitário, contribuindo para o reforço do papel do Ministério na definição e implementação de políticas de cooperação para o desenvolvimento.
Em 2007 e em 2021 coordenou a participação do Ministério na Presidência Portuguesa da União Europeia.
Entre 2001 e 2002, desempenhou funções como assessora na Direção Regional do Ambiente e Ordenamento do Território do Algarve. Entre 1992 e 2001, trabalhou no Gabinete para os Assuntos Legislativos de Macau, tendo participado nas negociações do Grupo de Ligação Conjunto Luso-Chinês.