Sie ist Theaterregisseurin, Autorin, Übersetzerin (Chinesisch, Deutsch, Englisch) und Schöpferin von Videofilmen und Installationen. Cao hat Deutsch in Shanghai und Theaterwissenschaften in Bern studiert. Ihre Praxis als Theaterregisseurin erlangte sie am Theater Neumarkt und am Schauspielhaus Zürich. Als Grenzgängerin im Leben und in der Kunst anerkannt, hat Cao die Stücke/Texte europäischer Autoren wie Thomas Bernhard, Caryl Churchill, Dea Loher auf die Bühne in China gebracht, ebenso wie die Werke chinesischer Autoren wie Zhai Yongming, Duo Duo, Gao Xingjian in Europas Theatern.
Cao schuf ihre erste multimediale Performance "On the Road" (1998) an der Central Academy of Performing Arts, die als bedeutende Pionierarbeit in der chinesischen Theaterlandschaft gilt. In Zusammenarbeit mit den bildenden Künstlern Zhu Jinshi und Wang Guofeng schuf sie weiterhin die ortsspezifische Multimedia-Performance "Endstation-Beijing" (Premiere 2005 im mittlerweile abgerissenen Little Theatre des Beijing People´s Art Theatre), verfasst vom Autor Cao Keyuan, die in der Theaterwelt Pekings großen Anklang fand. Zusammen mit dem Dichter Duo Duo adaptierte und erweiterte sie Cao Keyuans Stück. Das neue Werk "In the Middle of the Sky" wurde 2009 als Eröffnungsprogramm im neuen Raum "Central" des Düsseldorfer Schauspielhauses aufgeführt. Die meisten Werke von Cao brechen ständig die Grenzen zwischen Bühne und Publikum, sie oszillieren an der Schnittstelle von Live-Performance und Videofilm, von gesprochenem Wort und physischer Präsentation, dokumentarischem Material und fiktiven Geschichten.
Darüber hinaus engagiert sich Cao für den chinesisch-deutschen Theateraustausch. Sie kuratierte gemeinsam mit dem renommierten chinesischen Theaterregisseur Lin Zhaohua 2004 die "Contemporary German Drama Week" im Beijing People´s Art Theatre, das Festival "New Drama: China / German" mit dem deutschen Dramaturgen Christoph Lepschy im Düsseldorfer Schauspielhaus und im Theater in Peking (2009). Sie wurde von der Deutschen Botschaft in Peking mit dem Deutsch-China-Freundschaftspreis ausgezeichnet.
2008 gründete Cao gemeinsam mit dem Dichter Zhou Zan das unabhängige Performance-Kollektiv LadyBird in Peking. Seitdem arbeitet das Kollektiv in verschiedenen öffentlichen Räumen, kooperiert mit (weiblichen) Schriftstellern und Choreografen sowie mit Künstlern aus Bildender Kunst und experimenteller Musik. Es erweitert die überlieferten Grenzen zwischen professionellen und nichtprofessionellen Darstellern, zwischen Bühne und Publikum, Kunst und Alltagsleben.
2013 wurde Cao zur Gastprofessorin am Institut für Angewandte Theaterwissenschaften der Universität Gießen ernannt. Neben ihrer künstlerischen Tätigkeit leitet sie Workshops und Vorlesungen, die für Flüchtlinge, Schüler und Studenten sowie für Interessierte aus unterschiedlichen Hintergründen offen sind.
In Zusammenarbeit mit den Theaterkritikern Sabine Heymann und Christoph Lepschy veröffentlichte Cao 2017 das Buch "Contemporary Theatre in China" im deutschen Alexander Verlag, das von Philosophie und Politik über Theatergeschichte bis hin zur zeitgenössischen Theaterpraxis und transkulturellen Zusammenarbeit reicht. Das Buch wird als wichtiges Instrument zur Übersicht über das zeitgenössische Theater in China angesehen.
Caos jüngste Werke basieren immer mehr auf Forschungen zur chinesischen Geschichte und Gesellschaftsstruktur, erkunden und filmen das individuelle Leben und die diasporischen Erfahrungen von sich selbst und anderen Menschen aus dem Hintergrund der chinesischen Kultur. Sie beteiligt sich auch an Projekten mit anderen Gruppen wie Rimini Protokolls "Volksrepublik Volkswagen" (2014) und "Top Secret International (State 1)" (2017), Chez Companys "Avatar Tales" (2018).
Ihre Werke wurden beim Little Asia Theatre Festival in Taiwan, Hongkong und Tokio; Miryang Performing Arts Festival in Südkorea; CULTURESCAPES in der Schweiz; Umweg über China, HAU Berlin; UCCA (Center for Contemporary Art) in Peking; KINDL (Centre for Contemporary Art) in Berlin präsentiert.
Nach der Corona-Pandemie gründete Cao zusammen mit dem Philosophen Zhang Deng, dem Choreografen/Tänzer Zhou Niannian und der Schriftstellerin Zhuang Jiayun in Berlin das Performance-Kollektiv Nomadic Minutes. Alle sind Reisende zwischen China, Europa und Amerika. Das Kollektiv plant langfristige Projekte für Performance und Bildende Kunst zu schaffen.