W 1907 roku doktoryzowała się na Uniwersytecie w Erlangen. Ze względu na płeć nie mogła występować w roli profesora. Mogła jedynie podjąć pracę jako pomoc wykładowcy, nie otrzymując wynagrodzenia. W roku 1915 skorzystała z zaproszenia od Feliksa Kleina, by przenieść się na wydział matematyki Uniwersytetu w Getyndze, gdzie działali ówcześni najwybitniejsi matematycy niemieccy. Wykładała jako asystentka Dawida Hilberta. Zarówno Hilbert, jak i Klein bezskutecznie zabiegali w Ministerstwie Edukacji o przyznanie jej tytułu profesora wraz z wynagrodzeniem, argumentując, że w przeciwnym razie Getynga straci wybitnego matematyka.
W 1918 roku udowodniła fundamentalne twierdzenie, tzw. twierdzenie Noether, które wiąże symetrie (niezmienniczości) praw fizyki z zasadami zachowania pewnych wielkości fizycznych. W latach 1922–1933 była profesorem Uniwersytetu w Getyndze, skąd została usunięta przez nazistów z powodu żydowskiego pochodzenia. Uczyła studentów nielegalnie, potajemnie przyjmując ich we własnym mieszkaniu. W październiku 1933 roku wyjechała do Stanów Zjednoczonych. Wykładała matematykę w Bryn Mawr College i pracowała naukowo w Institute for Advanced Study w Princeton.
Była pierwszą kobietą, która wygłosiła wykład plenarny na Międzynarodowym Kongresie Matematyków.