Jesienią 1986 roku Su zaczęła uczęszczać do Massachusetts Institute of Technology (MIT), zamierzając studiować elektrotechnikę lub informatykę. Zdecydowała się na inżynierię elektryczną, wspominając, że wydawała się najtrudniejszym kierunkiem. Podczas pierwszego roku pracowała jako asystentka badawcza „produkując testowe płytki krzemowe dla studentów” w ramach programu Undergraduate Research Opportunities Program (UROP). Ten projekt, jak również jej letnia praca w Analog Devices, podsyciły jej zainteresowanie półprzewodnikami. Pozostała skupiona na tym temacie przez resztę swojej edukacji, spędzając większość czasu w laboratoriach projektując i dostosowując produkty. Po zdobyciu tytułu licencjata z inżynierii elektrycznej, uzyskała tytuł magistra na MIT w 1991 roku. W latach 1990–1994studiowała nad doktoratem pod kierunkiem Dimitri Antoniadisa z MIT. MIT Technology Review donosi, że jako doktorantka, Su była „jednym z pierwszych badaczy, którzy przyjrzeli się technologii „krzem na izolatorze” (SOI), niesprawdzonej wówczas technice zwiększania wydajności tranzystorów poprzez budowanie ich na warstwach materiału izolacyjnego”. Ukończyła studia doktoranckie z inżynierii elektrycznej na MIT w 1994 r.