Теменужка Петкова завършва магистратура в специалността "Счетоводство и контрол" в УНСС София. Преминава обучения в областта на "Вътрешния одит в публичния сектор" в Министерствата на финансите на Ирландия и Великобритания и в областта на "Държавната финансова инспекция" в Министерството на финансите на Португалия.

От 1992 г. до 2000 г. заема длъжностите финансов ревизор и финансов експерт в Столичното управление "Държавен финансов контрол". След това работи в Агенцията за държавен вътрешен финансов контрол като държавен вътрешен одитор и началник на отдел. От 2007 г. е директор на дирекция "Организация и извършване на инспекционната дейност" в Агенцията за държавна финансова инспекция (АДФИ). В периода 2010 г. - 2013 г. е директор на АДФИ.

Теменужка Петкова е министър на енергетиката на България в кабинета "Борисов II" от 7 ноември 2014-та до 27 януари 2017 г. и след това от 4 май 2017 г. в правителството "Борисов III".