Catarina é natural do Porto onde se doutorou em Ciências do Mar na Universidade do Porto. É atualmente investigadora do CIIMAR, professora convidada da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e investigadora associada da Universidade de Waikato na Nova Zelândia. Desenvolve trabalho de investigação em ecologia microbiana e ciclos biogeoquímicos em diferentes ecossistemas. Desde 2014, é membro do comitê de coordenação do programa Polar Português e tornou-se parte integrante de equipas internacionais e transdisciplinares, reconhecidas mundialmente, envolvidas na investigação Polar. Desde 2013 a sua equipa participa, anualmente, em expedições ao Ártico e Antártida.