Alessandra Casu ha conseguito a Cagliari la laurea in Ingegneria civile (segnalazione della giuria del premio di laurea “Leonardi” indetto dall’Associazione Italiana di Scienze Regionali) e il successivo perfezionamento in "Urbanistica: ambiente e territorio". Ha conseguito il dottorato di ricerca nel XIV ciclo in Urbanistica presso l'Istituto Universitario di Architettura di Venezia, con dissertazione finale premiata dalla giuria del premio "Saraceno" indetto dalla SVIMez per studi sul Mezzogiorno.

Professore associato del SSD ICAR/21 – Urbanistica presso il Dipartimento di Architettura, Design e Urbanistica dell'Università degli Studi di Sassari, sede di Alghero, dove insegna “Laboratorio di progettazione urbana” e “Sostenibilità urbana” e ha presieduto i corsi di studio in Pianificazione territoriale, urbanistica e ambientale e di laurea magistrale in Pianificazione e Politiche per la Città, l’Ambiente e il Paesaggio; fa parte dell’Academic Board del Master europeo omonimo delle Università di Sassari, Girona, Lisboa, IUAV di Venezia e Autonoma di Barcelona. Dal 2010-11 è delegata dipartimentale Erasmus e relazioni internazionali.
Ha diretto il Master “Governare il paesaggio: tra urbanistica, ambiente, nuove geografie istituzionali e modelli di sviluppo” e un percorso di alta formazione finalizzato alla valorizzazione architettonica, turistica e ambientale delle Università di Sassari, Auckland, Cooper Union di New York, Die Angewandte di Wien. Ha coordinato l'organizzazione del corso inter-universitario internazionale a distanza "UniGIS" per la sede italiana presso lo IUAV, dove è stata docente e ha coordinato il Project Work sul Piano Territoriale Regionale Paesistico della costiera triestina nel Master di II livello in “Sistemi Informativi Territoriali e Telerilevamento”. Ha insegnato presso la Facoltà di Agraria dell'Università di Sassari. Ha tenuto lezioni, seminari e conferenze anche presso le Facoltà di Ingegneria di Cagliari e Bologna, presso la Facoltà di Architettura di Trieste, al Politecnico di Milano, all’Universidade Técnica e all’Universidade de Lisboa, all’Institut d’Estudis Catalans, al Col-legi d’Arquitectes de Catalunya, alle Universitats de Girona e Autònoma de Barcelona, alla Ege Universitesi di Izmir e alla Karabuk University in Turchia, in Cina alla Tianjin University, al Tsinghua Design Institute, alla Shandong University of Arts & Design e alla Qofu University.

Il suo principale interesse di ricerca è indirizzato alla connessione fra teoria e pratica della pianificazione urbanistica, territoriale e paesaggistico-ambientale. I suoi campi di ricerca vanno dalla pianificazione e progettazione orientate in senso ambientale, all'implementazione di strumenti per la concertazione e la partecipazione pubblica ai processi di piano, ai presupposti storico-teorici dell'urbanistica e della pianificazione.
Ha collaborato alla stesura di studi e valutazioni ambientali e piani a livello comunale e sovra-comunale occupandosi degli aspetti territoriali, paesistici e ambientali, anche come esperta per il paesaggio in commissione edilizia. Ha fatto parte di gruppi premiati o segnalati in concorsi di idee e di progettazione (PRG di Crotone, Parco letterario “Emilio Lussu-il cinghiale del diavolo” di Armungia, Piano per le Comunità Montane del Barigadu e del Montiferru in provincia di Oristano, riqualificazione di cinque luoghi periferici nel comune di Prato, riqualificazione di otto borgate marine “Costeras”, Environmental Tectonics v2.0).

Ha lavorato con il CRESME ricerche negli anni '80 e con il CRS4, alla ricerca ITATeN e per le attività didattiche e di ricerca del Dipartimento di Ingegneria del Territorio dell'Università degli Studi di Cagliari (dal 1994 al 2000), dello IUAV-Università degli Studi di Venezia e (dal 2002) del Dipartimento di Architettura dell'Università degli Studi di Sassari, dove ha partecipato alla fondazione del Laboratorio di Analisi e Modelli per la Pianificazione e del Laboratorio per il Progetto ambientale. Ha lavorato alla redazione del piano strategico de La Maddalena e coordinato il gruppo di ricerca per i piani strategici di Alghero e Castelsardo, per il programma di sperimentazione nei "Contratti di Quartiere II" di S. Elia e di Mulinu Becciu a Cagliari, per i progetti pilota di rigenerazione urbana ad Alghero. Ha lavorato, nell'area di Marghera-Villabona, nel laboratorio di progettazione partecipata "Effetti tangenziali" a Venezia e ha coordinato il programma di partecipazione per la redazione dei Piani d'Ambito Paesaggistico della Sardegna.

Ha redatto saggi pubblicati su riviste italiane ed internazionali, in volumi collettanei e agli atti di convegni italiani ed internazionali. Ha coordinato la redazione regionale sarda di "Urbanistica informazioni" e di "Urbanistica", dal 2000 è managing assistant della rivista internazionale "Plurimondi", è corrispondente di "Archivio di Studi Urbani e Regionali" e del "Giornale dell'Architettura", è referee per riviste internazionali (Sustainability; Springer City, Territory and Architecture; ASUR) e nel 2000-2001 è stata corrispondente dalla Sardegna per “Il Sole 24 ore - Edilizia e Territorio”.