1943 yılında Elazığ'da doğdu. 1961 yılında Üsküdar Amerikan Kız Lisesi, 1967 yılında İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden mezun oldu.
1972 yılında İstanbul Üniversitesi Tedavi Kliniği'nde iç hastalıkları uzmanlık eğitimini tamamladı. İngiliz hükümeti bursu ile Liverpool Regional Cardiac Center'da kardiyoloji alanında uzmanlık eğitimine başladı. 1974-1976 yılları arasında İstanbul Üniversitesi Tedavi Kliniği'nde baş asistan olarak çalıştı.
Bu sırada Türkiye'de bir kardiyolog olarak (cerrahi yardım almaksızın) bir ilki gerçekleştirdi. Kalıcı ve geçici kalp pili implantasyonu tekniğini başarıyla uyguladı. Koroner Yoğun Bakım'da 'Vena Subklavya Ponksiyon' tekniğini yerleştirdi.
1976-1978 yılları arasında, Güney Afrika Cape Town Üniversitesi Groote Schuur Hastanesi'nde, dünyada ilk kez kalp nakli ameliyatını gerçekleştirmiş olan Christian Barnarnd'ın ekibinde çalıştı. Doçentlik tezini kalp nakli yapılmış hastalar üzerinde gerçekleştirdi. 1979 yılında doçent oldu.
İstanbul Üniversitesi Kardiyoloji Enstitüsü'nde, Cape Town'da eğitimini görmüş olduğu (şu anda ülkemizde yaygın bir şekilde uygulanmakta olan) 'femoral arter' yolu kullanılarak yapılan koroner anjiyografi tekniğini (Judgkin tekniği) yine ilk kez ülkemizde uyguladı ve bu uygulamayı ülkemize yerleştirdi. 1987-1995 yılları arasında State University of New York Health Science'de kalp hastalıkları alanlarında araştırmalar yaptı.
1995-1997 yılları arasında Gaziantep ve İstanbul'daki birçok özel hastanede, 'koroner yoğun bakım' ve 'koroner anjiyografi laboratuvarları'nı kurdu.
1997-2002 yılları arasında Yeditepe Üniversitesi Tıp Fakültesi, 2002-2006 yılları arasında da Kadir Has Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde öğretim üyesi olarak görev yaptı.
2006-2010 yılları arasında Türkiye'de ilk ve tek sağlık üniversitesi olan İstanbul Bilim Üniversitesi'nde rektörlük yaptı. Halen İstanbul Bilim Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde, İç Hastalıkları ve Kardiyoloji Ana Bilim Dalları'nda öğretim üyesi olarak çalışmaktadır.
M. Canan Efendigil Karatay, Ali Başak Karatay ile evlidir. Çiftin Mehmet Rahmi Karatay adında bir oğulları bulunmaktadır.
