Karier profesionalnya diawali sebagai perancang mikroprosesor di AMD, tempat ia memperoleh pengalaman mendasar di industri semikonduktor. Setelah dari AMD, Huang menghabiskan waktu delapan tahun di LSI Logic hingga menjabat sebagai direktur Coreware yang membawahi bisnis system-on-chip perusahaan tersebut.

LSI Logic di kemudian hari diakuisisi oleh Avago Technologies pada 2014 yang selanjutnya membeli Broadcom dan menggunakan nama tersebut.

Sebelum mendirikan Nvidia pada 1993, Huang juga sempat melanjutkan pendidikan tinggi hingga meraih gelar magister teknik elektro dari Stanford University.