Mauritzens spesialfelt er storskala havsirkulasjon med spesiell vekt på havets rolle i klimautviklingen. Hun tok doktorgrad ved Massachusetts Institute of Technology i 1994, og har seinere jobba som oseanograf i USA, Frankrike og Norge. Ved Meteorologisk institutt var hun en periode klimadirektør og seinere prosjektleder for iAOOS-Norway, et større prosjekt i Det internasjonale polaråret. Hun var direktør for CICERO Senter for klimaforskning 2012–2013, forskningsleder ved DNV GL 2014–2015 og forskningsleder ved Norsk institutt for vannforskning 2016–2017.