Maria Carmo-Fonseca é Professora na Faculdade de Medicina da Universidade de Lisboa. Co-fundou o Instituto de Medicina Molecular (iMM), um instituto de investigação biomédica afiliado à Faculdade de Medicina da Universidade de Lisboa, da qual é atualmente Presidente. Foi professora visitante na Harvard Medical School (2011 a 2013). É membro da Organização Europeia de Biologia Molecular, da Academia Portuguesa de Ciências, da Academia Portuguesa de Medicina e da Academia Europaea, tendo sido Presidente da RNA Society (2021-2022). É editora científica do Journal of Cell Science e do jornal RNA. Carmo-Fonseca recebeu vários prémios científicos nacionais de prestígio e atua em vários comités consultivos nacionais e internacionais. É palestrante habitual em conferências internacionais, inclusivamente como palestrante convidada.
A investigação de Carmo-Fonseca centra-se na biologia do ARN. É autora de mais de 170 artigos de pesquisa, com mais de 12 mil citações (h index 60).
