Sheppard merupakan astronom di Departemen Magnetisme Terestrial Cargenie Institute for Science di Washington, D.C. Ia berkuliah di Oberlin College dan memperoleh gelar sarjana fisika dengan kehormatan pada tahun 1998.[4] Berawal sebagai mahasiswa pascasarjana di Institute for AstronomyUniversitas Hawaii, ia dikreditkan atas penemuannya terkait satelit kecilJupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus dalam jumlah banyak. Ia juga menemukan troya NeptunusL5 pertama, yakni 2008 LC18; troya Neptunus pertama yang diberikan nama, 385571 Otrera; dan troya Neptunus dengan inklinasi yang tinggi, 2005 TN53. Penemuan ini menunjukkan bahwa objek troya Neptunus sebagian besar berada dalam orbit dengan inklinasi yang tinggi. Oleh karena itu, troya Neptunus kemungkinan menangkap sejumlah objek kecil dari tempat lain di Tata Surya.
Pada tahun 2018, Sheppard adalah penemu utama objek paling jauh yang diamati di Tata Surya kita dan objek pertama yang diamati di luar 100 AU, yakni planet katai 2018 VG18 (dijuluki Farout), yang berjarak sekitar 120 AU dari Matahari.