Галина Михайловна Черногаева родилась в 1940 г. в Москве. В 1963 г. окончила географический факультет Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. В 1963—1977 гг. работала в Институте географии Академии наук СССР в должностях младшего научного сотрудника и научного сотрудника. В 1970 г. защитила кандидатскую диссертацию на тему “Водный баланс Европы”. В 1977—1994 гг. работала в Институте прикладной геофизики (ИПГ, Москва) в должности старшего научного сотрудника. В 1994 г. защитила диссертацию на тему “Формирование химического состава речных вод в условиях антропогенной деятельности” на соискание ученой степени доктора географических наук.
В 1994 г. перешла на работу в Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАН (в настоящее время — ФГБУ “Институт глобального климата и экологии имени академика Ю.А. Израэля” (ФГБУ “ИГКЭ”)). С 2005 по 2015 г. — заместитель директора по научной работе этого института, в настоящее время является заведующей отделом оценки загрязнения окружающей среды. В 1996 г. присвоено ученое звание профессора. Она является членом диссертационного совета ФГБУ “ИГКЭ”, членом диссертационного совета Института географии Российской академии наук, членом редколлегии журнала “Метеорология и гидрология”, членом редколлегии научно-информационного и проблемного бюллетеня “Использование и охрана природных ресурсов в России”, действительным членом Российского географического общества, Международной академии менеджмента и Российской экологической академии.
Основные результаты научных исследований в области географии и экологии опубликованы в 180 публикациях на русском и английском языках (в том числе 7 монографий на русском и английском языках), среди них 9 авторских карт в издании “Атлас снежно-ледовых ресурсов мира”, удостоенном Государственной премии.
На протяжении многих лет Г. М. Черногаева работала экспертом в международных проектах: в Организации Объединенных Наций (UNESCO, 1985—1989 гг.) по программе “Сравнение гидрологических режимов мира”, во Всемирной организации здравоохранения (WHO, 1995—1997 гг.) по программе “Оценка качества водных ресурсов бывшего СССР”, в Организации Североатлантического договора (NATO, 1995—1998 гг.) по проекту “Трансграничные проблемы окружающей среды” (Cross-Border Environmental Problems Emanating from Defence-related Installations and Activities), представляла интересы Российской Федерации в качестве национального координатора в Межправительственном проекте ООН (UN, 2002—2004 гг.) по программе “Экологическое оздоровление бассейна Днепра”.
Удостоена званий “Заслуженный деятель науки Российской Федерации” (2011 г.), “Заслуженный эколог Российской Федерации” (2013 г.), отмечена нагрудными знаками “Почетный работник гидрометеослужбы России” (2000 г.), “Орден В. И. Вернадского” (2014 г.)