Zwischen 1993 und 2001 war Theresia Bauer Referentin für politische Bildung in der Gesellschaft für politische Ökologie, anschließend Geschäftsführerin der Heinrich-Böll-Stiftung Baden-Württemberg (bis 1996 ebenfalls: Gesellschaft für politische Ökologie).
Seit 2001 gehört sie dem Landtag von Baden-Württemberg an. Dort war sie Mitglied im Ausschuss für Wissenschaft, Forschung und Kunst, hochschulpolitische Sprecherin, stellvertretende Fraktionsvorsitzende und parlamentarische Geschäftsführerin der Grünen Landtagsfraktion.
Theresia Bauer ist verheiratet und hat zwei Söhne.