В 1995 году окончила СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова по специальности «Лечебное дело». С 1995 по 1998 год проходила обучение в интернатуре и клинической ординатуре на кафедре факультетской терапии СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова по специальности «Эндокринология». С 1998 по 2002 год обучалась в заочной аспирантуре и защитила диссертацию на соискание кандидата медицинских наук по теме «Особенности клинического течения периферической полинейропатии и автономной нейропатии сердечно-сосудистой системы у больных сахарным диабетом 2 типа». С 2003 по 2012 год работала ассистентом, затем доцентом и профессором кафедры факультетской терапии СПбГМУ им. И. П. Павлова, параллельно занимаясь клинической и научной деятельностью. С 2010 по 2013 год являлась очным докторантом кафедры факультетской терапии СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова и защитила диссертацию на соискание научной степени доктора медицинских наук. Результаты проведенного исследования, а также данные научных исследований, полученные за последние 10 лет, использованы при создании отечественных клинических рекомендаций по диагностике, профилактике и лечению дефицита витамина D у взрослых, предложенных Российской ассоциацией по остеопорозу и Российской ассоциацией эндокринологов. С 2014 года по настоящее время Т. Л. Каронова возглавляет лабораторию клинической эндокринологии Центра Алмазова. С января 2022 г. является заведующей НИЛ новой коронавирусной инфекцией и пост-ковидного синдрома, координирует проекты по изучению патогенеза, течения и исходов новой коронавирусной инфекции в Центре Алмазова.