मौमिता दत्ता ने वर्ष २००६ में इसरो के अन्तरिक्ष उपयोग केन्द्र, अहमदाबाद में ज्वाइन किया तब से वे इसरो की विशिष्ट परियोजनाओं जैसे मार्स आरबिटर मिशन, चन्द्रयान-१, ओसेनसैट, रिसोर्ससैट और हाइसैट में व्यस्त रही हैं। उनका चयन मंगल ग्रह मिशन के मीथेन संवदेक के परियोजना मैनेजर के रूप में किया गया था तथा वे इसमें प्रकाशिकी तंत्र के विकास और संवेदक के निरूपण (कैरेक्टेराइजेशन) और कैलीब्रेशन के लिए उत्तरदायी थीं। वे इसरो की विभिन्न परियोजनाओं-बहु स्पेक्ट्रमी नीतभार और स्पेस्ट्रोमीटर के विकास के लिए उत्तरदायी है। उनके अनुसंधान क्षेत्र में गैस संवेदकों का सूक्ष्मीकरण शामिल हैं जिसमें प्रकाशिकी क्षेत्र की स्टेट-ऑफ-आर्ट तकनीकी शामिल है।