张芯的籍贯是北京市，但由于她的爷爷长期在天津铁路局工作，父母考虑到孩子需要有人就近照料，便选择在天津市生下了她。从出生直到两岁半左右，张芯的幼年时光都是在天津度过的，这段早期的生活经历也让她对这座城市留下了深刻的印象。自四岁起，张芯便开始系统地学习歌唱，并曾多次前往美国进修，接触并研习了多种不同风格的音乐类型。值得一提的是，张芯从小受到父亲的积极影响与鼓励，父亲一直希望她能够走上歌手的道路，不仅经常给予她精神上的支持，还亲自带领她参加各类歌唱比赛。这些早期的锻炼与舞台实践，无疑为她日后走上专业歌唱生涯奠定了扎实的基础。
1997年，张芯通过参与“飞图杯”全国青年歌手大赛崭露头角，她不仅荣获北京赛区的一等奖，更在全国总决赛中拔得头筹，由此正式开启了她的演艺生涯。次年，她登上了文化部主办的春节联欢晚会舞台，进一步积累了演出经验。1999年，她在首届“上海亚洲音乐节”新人歌手大赛中表现优异，先后夺得中国赛区银奖及亚洲赛区银奖；同年，她还凭借出色的演唱和作品创作，在“世纪风”中国原创歌曲大赛中斩获演唱及作品金奖。进入2000年，她在7月举办的中央电视台“全国青年歌手大赛奖”中获得了优秀奖。2002年8月，她在北京电视台主办的“第2届中国人唱外国歌”歌唱大赛中，以通俗唱法取得第一名，并在总决赛中位列第三。 2003年，张芯再次登上文化部春节联欢晚会的舞台；同年，她为电视剧《十三格格》献唱了主题曲《成败不在第一招》；此外，她还推出了个人的首支英文单曲《Ashen days》，展现了其音乐风格的多样性。2004年，她继续为电视剧《21天》演唱主题曲《我会》；并在8月获得由中国文化部举办的“首届全国流行音乐新人选拔赛”一等奖。2005年8月，她在中国文化部主办的“第7届全国声乐大赛”中，凭借精湛的表演荣获文华奖表演节目二等奖。 2006年，张芯与齐峰、汤子星、杨竹青等歌手共同在文化部春晚中演绎了汉城奥运会主题曲《hand in hand》；随后，她为电视剧《神雕侠侣》演唱了主题曲《问世间》；同年，她还与阿洪尼克合作，为电视剧《冰山上的来客》献唱了主题曲《高原之歌》；10月23日，她的首张个人翻唱专辑《花蝶恋》正式发行，其中收录了包括《香水有毒》、《没有你的日子我真的好孤单》等在内的共13首歌曲。2007年5月4日，她参与了“唱响中国·吉祥安康”文艺晚会的演出；同年，她参加了CCTV-3的平民选秀节目《星光大道》，在节目中她一路过关斩将，先后获得了周冠军、月冠军和季冠军，并在挑战赛中成功晋级总决赛，最终取得了全国总决赛亚军的优异成绩；12月28日，她的第2张个人翻唱专辑《天下无双》问世，专辑中收录了包括《秋意浓》、《那时的月儿》等在内的12首歌曲。 2008年，张芯为电视剧《家》演唱了主题曲《那时的月儿》；4月，她参加了CCTV-3的互动类综艺节目《与您相约》；随后，她与金霖共同推出了翻唱专辑《爱不要错过》；5月，她发行了个人单曲《无情的情人》；6月，又推出了另一首个人单曲《万山之巅》；7月，她参与了佛教音乐专辑《慈航远渡》的录制，贡献了其中的2首歌曲；11月，她受邀参加了CCTV-12的访谈类节目《心理访谈》；同年，她还为电影《即日启程》演唱了片尾曲《我知道悲伤的晚上》；此外，她也为电视剧《鹿鼎记》献唱了主题曲《怎么忽然就成了这样》。 2009年5月1日，张芯受邀参加了在北京鸟巢举行的“成龙和他的朋友们”演唱会，与李娜、张靓颖等歌手共同合唱了歌曲《I LOVE THIS CITY》；7月，她与李承铉、谢娜、谭维维等艺人一同参与了“京奥一周年”主题曲《点亮梦想》的录制工作。2010年12月14日，她推出了个人单曲《小手冰凉》。2011年1月，她与杨光合作推出了合唱歌曲《你是阳光》；5月1日，她的第3张个人翻唱专辑《我的祖国》发行，专辑收录了包括《映山红》、《山歌好比春江水》等在内的12首歌曲。 2012年1月17日，张芯参加了湖南卫视小年夜春晚，并演唱了歌曲《小手冰凉》。2013年10月13日，她出席了“乡音·湘情”廖勇作品音乐会。2015年2月13日，她作为助演嘉宾参与了“玫瑰之夜演唱会”；4月17日，她参加了第5届北京国际电影节百年经典电影音乐会。2016年12月30日，她出席了“孝道行天下”金霖携群星感恩家乡演唱会；12月31日，她又参加了第2届“冰雪之约”新年音乐会。2017年3月1日，她举办了名为“奇异恩典”的个人演唱会；3月17日，她参与了中放杯“民歌之约会·艺术姐妹在艺起”演唱会；9月4日，她推出了个人单曲《苏木山我的最爱》。2018年2月，她参加了CCTV-3的春节特别节目《正月好味到》。2019年1月，她作为首发阵容参加了湖南卫视的音乐竞技节目《歌手2019》，并在第3期节目中被淘汰。
张芯的丈夫来自美国，他们共同育有一个可爱的混血女儿，这个孩子出生时是早产儿。自2009年起，张芯便投身于流行音乐演唱教学领域，她在长期的演唱实践中积累了丰富经验，尤其针对高音技巧、咽音运用等专业声乐技术进行了深入且系统的研究。凭借在专业领域的扎实积累与贡献，张芯后来获选担任亚洲流行音乐协会的理事职务。到了2016年4月9日，她进一步被遴选为亚洲流行音乐协会所组建的流行音乐演唱讲师团的首批认证讲师，这标志着她在音乐教学领域的专业地位获得了更广泛的认可。
二零零七年六月，张芯应香港佛教文化产业邀请，正式出任香港文化产业-佛教音乐委员会委员，具体负责佛乐演唱委员组的相关工作。次年六月，她与吉利、阿唯、周鹏等多位艺人共同参与录制了爱心赈灾歌曲《心在一起》，并携手吉利、方凯军一起完成了该歌曲的歌词创作。二零零九年五月十二日，张芯参加了“至少我们在一起——群星纪念5.12义演”活动，以歌声寄托对灾区人民的关怀；同年六月，她又现身安徽卫视公益节目《为爱高歌》，通过电视平台传递公益理念；此后不久，她受中国外交部特别邀请，前往哈萨克斯坦进行友好访问演出，促进了文化交流。二零一零年七月四日，张芯出席了“许宝贝一个未来，给妈妈一个希望”慈善专场活动，为需要帮助的家庭奉献爱心。二零一一年一月，她与丈夫及女儿共同出席了“早产儿基金会”的启动仪式，该基金会致力于救助新生早产儿以及因早产引发各类疾病的残疾儿童，旨在推动儿童社会福利事业的进步与发展。二零一二年五月三日，张芯亲自前往江苏淮安特殊学校，探望并关注弱势群体学生，为他们带去了资助款项、各类学校用品以及必需的学习物资；同月二十三日，她还参与了“蓝天下的希望——消除婴幼儿贫血行动公益晚会”，呼吁社会重视儿童健康问题。二零一四年三月八日，张芯参加了在红河举办的“爱在红河·铭真公益摄影展”；随后于十一月三日，她出席了“瓷善”中国当代名家陶瓷艺术精品展，希望通过艺术的形式唤起更多公众对孤残儿童的关注，帮助他们获得康复治疗或接受教育的机会。二零一五年六月二十七日，张芯再度投身公益，出席了在北京举行的“爱在祥云”公益活动，持续以自身影响力支持各类慈善事业。
张芯是一位性格直爽而富有魅力的北京姑娘，她在演唱方面拥有极为深厚的功底，其嗓音高亢激昂，充满力量与感染力。作为一名不可多得的优秀歌手，张芯的音域格外宽广且音色亮丽，尤其擅长驾驭那些难度极高、情感饱满的深情曲目。她的音质与著名歌手那英的嗓音颇为相似，在演绎歌曲《我知道悲伤的晚上》时，这种相似度尤为明显，特别是尾音的处理方式，几乎与那英如出一辙，这也让广大听众留下了深刻而难忘的印象。张芯确实是一位实力出众的女唱将，在演唱歌曲《怎么忽然就成了这样》时，她将歌曲中如怨如慕、缠绵悱恻的情感表现得淋漓尽致，并把词曲作者蕴藏在字里行间的深意，丝丝入扣地融入每一个吐字与归音之中。在纷繁复杂的娱乐圈内，张芯始终保持着低调谦和的为人态度，她不仅拥有一种忧郁而高贵的气质，嗓音大气沉稳，还兼具东方女性所特有的熟悉、温暖且古典的声线特质。她对每首歌曲的把握与理解都十分到位，能够将音乐中浸透的那份古典韵味，完整而生动地诠释出来，令人回味无穷。