Ha iniziato a lavorare nell'industria cinematografica negli anni '70 come fotografo della seconda unità in Baby killer e Il bacio della pantera. Nel 1986 è stato cineasta di Tony Scott nel film di grande successo al botteghino Top Gun. Kimball ha continuato a collaborare con Scott in film quali Beverly Hills Cop II, Revenge e Una vita al massimo. Ha girato anche Allucinazione perversa per il regista Adrian Lyne e La tenera canaglia per il regista John Hughes.
Nel 2000, Kimball ha collaborato con John Woo come direttore della fotografia in Mission Impossible II e poi ha lavorato nuovamente con Woo nel 2002 in Windtalkers e nel 2003 in Paycheck. Più recentemente, ha girato Be Cool; Glory Road, il film del produttore Jerry Bruckheimer sulla squadra di basketball del 1966, Texas Western; e la commedia drammatica del 2006 Bonneville, che ha debuttato al Toronto Film Festival.
Oltre al suo lavoro nel cinema, Kimball ha girato molte pubblicità di successo e di alto livello, tra cui il corto di John Woo Hostage, per la BMW.
Tra i suoi prossimi progetti troviamo la commedia Old Dogs, per il regista Walt Becker, la cui uscita è prevista per il 2009.