Décréter son talent "héréditaire" (elle est la fille de la star de la télévision et réalisateur de cinéma Antoine de Caunes), ou rappeler en toute occasion ses enviables antécédents, serait faire peu de cas de sa personnalité, très tôt affirmée et, surtout, du travail qu'elle accomplit depuis dix ans, à l'écran, à la scène, mais aussi comme réalisatrice, chanteuse, etc.
Emma de Caunes débute à l'écran dans le film de Sylvie Verheyde, Un frère pour lequel elle recevra le César du meilleur espoir féminin. L'année suivante, on la retrouve dans l'inclassable road movie d'Alain Beigel Mille bornes, que suivront notamment Restons groupés de Jean Paul Salomé, Faites comme si je n'étais pas là d'Olivier Jahan (réalisateur pour qui elle avait déjà tenu le rôle principal du court métrage Au bord de l'autoroute) et Princesses, où elle retrouve Sylvie Verheyde.
Entre-temps l'actrice s'essaie à la réalisation avec le court métrage Le Nombril de l'Univers, et apprécie tant l'expérience qu'elle récidive bientôt avec une pub. Conjuguant les extrêmes, elle tourne la même année le très romantique Les amants du nil et Astérix et Obélix : mission Cléopâtre. En 2003, elle remporte haut la main l'épreuve de la scène avec la pièce de Diastème La Nuit du thermomètre, qu'elle joue successivement à Nice et Paris puis en tournée franco-belge. En 2004, on la retrouve aux côtés d'Isabelle Huppert dans le troublant Ma mère de Christophe Honoré, d'après un roman de Georges Bataille. Elle jouera pour Anthony Byrne et son Short order en 2005. En 2006, elle est à l'affiche de La science des rêves de Michel Gondry et prête sa voix à l'intrépide souris Rita dans Souris City.
L'année suivante, elle est l'objet des attentions de Mister Bean dans la suite de ses aventures cinématographiques, Mister Bean 2 - Les vacances de Mister Bean.
En 2008 elle joue dans Le bruit des gens autour, avec Léa Drucker et Frederic Andrau.
