El 1962 es graduà a la Universitat Hebrea de Jerusalem, on obtingué el master en bioquímica el 1964, i el 1968 es doctorà en cristal·lografia de raigs X a l’Institut Weizmann de Rehovot (Israel). Posteriorment, anà als EUA on feu estudis postdoctorals a l’Institut Mellon de Pittsburgh (1969) i al Massachusetts Institute of Technology de Cambridge (1970). Aquest any retornà a l’Institut Weizmann, on ha desenvolupat la seva tasca científica i ha ocupat diversos càrrecs directius en els àmbits de biologia i química estructural i molecular. Ha estat també docent a la Universitat Ben Gurion de Tel-Aviv (1971-78) i professora visitant en diverses universitats i institucions científiques, entre els quals el Max Planck Gesellschaft , on fou cap de recerca al centre d’Hamburg de 1986 a 2004. . Aplicà la cristal·lografia a l’estudi dels mecanismes de la biosíntesi de les proteïnes en els ribosoma . Amb aquest objectiu inventà la criobiocristal·lografia, un procediment actualment emprat habitualment en biologia estructural. Investigà també sobre els mecanismes d’acció de diferents antibiòtics. Membre de diverses institucions acadèmiques (Acadèmia Nacional dels EUA, Acadèmia Israeliana de les Ciències i de les Arts, Organització Europea de Biologia Molecular, Acadèmia Americana de les Ciències), ha rebut diversos guardons, entre els quals el premi Europeu de Cristal·lografia (2000), el premi Wolf de Química (2007), la medalla d’Or Linus Pauling (2008), el premi L’Oreal-Unesco per a dones científiques (2008) i el premi Nobel de Química (2009), compartit amb Venkatraman Ramakrishnan i Thomas A. Steitz .