Kim vertegenwoordigde Schotland sinds haar 16de op internationaal niveau en trad terug als vice-captain van Schotland in 2021. Ze was een van de twee Schotten die werden geselecteerd voor het team van Groot-Brittannië dat de kwartfinales bereikte op de Olympische Zomerspelen van 2012 in Londen en van 2020 in Tokio.

Kim speelde voor NWSL-club Seattle Reign FC en Melbourne City FC en is momenteel verdediger en aanvoerder bij Arsenal. In 2010 scoorde ze 47 doelpunten in 36 wedstrijden voor Arsenal en werd uitgeroepen tot Player of the Year tijdens de FA Women's Football Awards.

In april 2013 ontving ze als eerste de onderscheiding Professional Footballers' Association Women's Player of the Year en in 2016 werd ze uitgeroepen tot BBC Women’s footballer of the year.