Umberto Guidoni nasce a Roma nel 1954. Diplomatosi presso il Liceo Classico Gaio Lucilio nel 1973, consegue la Laurea con Lode in Fisica, con specializzazione in Astrofisica, all’Università “La Sapienza” di Roma (1978).
Negli anni successivi, ottiene una borsa di studio presso il Comitato Nazionale per l’Energia Nucleare (CNEN), di Frascati dove si occupa di plasmi termonucleari.
Nel 1983, è ricercatore presso l’Ente Nazionale Energie Alternative (ENEA) e svolge ricerche sulle fonti rinnovabili. L’anno successivo, vince un concorso come ricercatore presso l’Istituto di Fisica dello Spazio Interplanetario (IFSI) di Frascati, un laboratorio del CNR. All’IFSI collabora allo studio e alla progettazione del Tethered Satellite System (TSS) e si occupa dello sviluppo dei Plasma Contactors. Nel 1989 diventa responsabile scientifico di RETE, organizzando i test scientifici del Satellite TSS.
Nel 1990 viene selezionato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) e dalla NASA come specialista scientifico per la prima missione del Satellite Tethered (TSS-1). Viene trasferito a Houston, presso il Centro Astronauti del Johnson Space Center (JSC), dove inizia l’addestramento ed entra a far parte del gruppo di scienziati che coordina, da terra, le operazioni scientifiche del TSS-1 a bordo della navetta Atlantis.