Faits:
A. A._, ressortissante roumaine née en 1964, est arrivée en Suisse le 21 juillet 1998, accompagnée de sa fille née en 1988. Le 3 septembre 1998, elle a épousé B._, ressortissant suisse né en 1949, lui-même père de trois enfants. Aucun enfant n'est issu de leur union.
Le 25 septembre 2003, A._ a déposé une demande de naturalisation facilitée, pour sa fille et pour elle, fondée sur son mariage avec B._. Dans le cadre de l'instruction de cette demande, il a été constaté que les époux A._ et B._ vivaient dans deux appartements distincts, situés dans la même rue. A._ a expliqué cette situation par le fait que l'appartement de 4,5 pièces qu'elle occupait avec son époux s'était révélé un peu étriqué pour accueillir un ménage de trois personnes comprenant une fille adolescente. Le couple avait donc décidé de louer un deuxième appartement dès le 1er juillet 2003, ces deux logements voisins ayant depuis lors constitué le foyer familial. Les époux ont contresigné, le 30 août 2004, une déclaration écrite aux termes de laquelle ils confirmaient vivre en communauté conjugale effective et stable, résider à la même adresse et n'envisager ni séparation ni divorce. L'attention de la requérante a en outre été attirée sur le fait que la naturalisation facilitée ne pouvait être octroyée lorsque, avant ou pendant la procédure de naturalisation, l'un des conjoints demandait le divorce ou la séparation ou que la communauté conjugale effective n'existait pas. Si cet état de fait était dissimulé, la naturalisation facilitée pouvait être annulée dans les cinq ans. Par décision du 10 novembre 2004, l'office fédéral compétent a accordé la naturalisation facilitée à A._ et à sa fille, leur conférant ainsi le droit de cité du canton du Vaud, dont B._ est titulaire.
B. Le 1er décembre 2004, les époux A._ et B._ ont annoncé officiellement leur séparation auprès du contrôle des habitants de leur commune de résidence. Le 1er mars 2006, ce fait a été porté à la connaissance de l'Office fédéral des migrations (ci-après: l'ODM), qui a invité A._ à se déterminer. Celle-ci a expliqué en substance que la communauté conjugale était demeurée intacte malgré la constitution de domiciles séparés, que le couple avait connu d'importantes tensions dans le courant de l'hiver 2004-2005 "quant à la situation financière et professionnelle" de son mari, qu'ils avaient cependant su retrouver une relation sereine depuis lors et qu'aucune procédure de divorce ou de séparation n'avait été introduite. Entendu le 9 janvier 2007, B._ a notamment déclaré que son union avec A._ s'était bien déroulée jusqu'en juillet 2003, qu'il avait alors demandé à son épouse de quitter le domicile conjugal car elle refusait de participer aux dépenses du ménage, que l'idée d'une séparation lui serait venue progressivement et qu'il avait alors pris unilatéralement la décision d'introduire une procédure de divorce. Il a en outre expliqué avoir signé librement la déclaration de vie commune du 30 août 2004, car à ce moment-là "une réconciliation restait envisageable" à ses yeux malgré le fait qu'il n'habitait plus avec son épouse. A._ s'est déterminée sur ces éléments.
Par décision du 24 août 2007, l'ODM a prononcé l'annulation de la naturalisation facilitée, avec l'assentiment des autorités compétentes du canton de Vaud. Il a considéré que le mariage de A._ n'était pas constitutif d'une communauté conjugale effective et stable, tant au moment de la déclaration de vie commune qu'au moment de l'octroi de la naturalisation facilitée, de sorte que cette dernière avait été obtenue sur la base de déclarations mensongères, voire d'une dissimulation de faits essentiels. Par jugement du 26 novembre 2007, le Tribunal d'arrondissement de La Côte a dissous par le divorce le mariage des époux A._ et B._.
C. A._ a recouru contre l'annulation de sa naturalisation facilitée auprès du Tribunal administratif fédéral, qui a rejeté son recours par arrêt du 1er octobre 2010. Cette autorité a considéré en substance que l'enchaînement rapide des événements fondait la présomption que la naturalisation avait été obtenue de manière frauduleuse. L'intéressée n'avait pas pu rendre plausible la survenance d'un événement extraordinaire permettant d'expliquer la dégradation rapide du lien conjugal et elle n'était pas parvenue à renverser la présomption susmentionnée.
D. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral de réformer cet arrêt - dans le sens d'une constatation de la stabilité de la communauté conjugale au moment du dépôt de la requête de naturalisation facilitée - et d'annuler la décision de l'ODM du 24 août 2007. Elle se plaint d'une constatation manifestement inexacte des faits, d'un abus du pouvoir d'appréciation, d'une application arbitraire de l'art. 41 de la loi fédérale du 29 septembre 1952 sur l'acquisition et la perte de la nationalité suisse (LN; RS 141.0) et d'une violation du principe de la proportionnalité. Elle requiert en outre l'octroi de l'effet suspensif. Le Tribunal administratif fédéral s'est déterminé. L'ODM y a renoncé.
E. Par ordonnance du 1er décembre 2010, le Président de la Ire Cour de droit public a admis la requête d'effet suspensif.
Considérant en droit:
1. L'arrêt attaqué émane du Tribunal administratif fédéral et concerne l'annulation de la naturalisation facilitée accordée à la recourante, si bien qu'il peut faire l'objet d'un recours en matière de droit public (art. 82 let. a et 86 al. 1 let. a LTF). Le motif d'exclusion de l'art. 83 let. b LTF n'entre pas en ligne de compte, dès lors qu'il s'agit en l'espèce de naturalisation facilitée et non pas de naturalisation ordinaire. Pour le surplus, la recourante possède la qualité pour recourir au sens de l'art. 89 al. 1 LTF et les conditions formelles de recevabilité sont remplies, de sorte qu'il y a lieu d'entrer en matière.
2. Dans un premier grief, la recourante se plaint d'une constatation manifestement inexacte des faits au sens de l'art. 97 al. 1 LTF.
2.1 Le Tribunal fédéral statue en principe sur la base des faits établis par l'autorité précédente (art. 105 al. 1 LTF), sous réserve des cas prévus à l'art. 105 al. 2 LTF. Selon l'art. 97 al. 1 LTF, le recourant ne peut critiquer la constatation de faits que si ceux-ci ont été établis de manière manifestement inexacte - notion qui correspond à celle d'arbitraire au sens de l'art. 9 Cst. (ATF 134 V 53 consid. 4.3 p. 62) - ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF, et si la correction du vice est susceptible d'influer sur le sort de la cause. Selon la jurisprudence, l'arbitraire, prohibé par l'art. 9 Cst., ne résulte pas du seul fait qu'une autre solution pourrait entrer en considération ou même qu'elle serait préférable; le Tribunal fédéral ne s'écarte de la solution retenue en dernière instance cantonale que si elle est manifestement insoutenable, méconnaît gravement une norme ou un principe juridique clair et indiscuté ou si elle heurte de manière choquante le sentiment de la justice ou de l'équité. Il ne suffit pas que la motivation de la décision soit insoutenable; encore faut-il qu'elle soit arbitraire dans son résultat (ATF 136 I 316 consid. 2.2.2 p. 318 s.; 134 I 263 consid. 3.1 p. 265 s.; 133 I 149 consid. 3.1 p. 153 et les références). En matière d'appréciation des preuves et d'établissement des faits, il y a arbitraire lorsque l'autorité n'a manifestement pas compris le sens et la portée d'un moyen de preuve, si elle ne prend pas en compte, sans raison sérieuse, un élément de preuve propre à modifier la décision ou lorsqu'elle tire des constatations insoutenables des éléments recueillis (ATF 129 I 8 consid. 2.1 p. 9; 127 I 38 consid. 2a p. 41 et les arrêts cités).
2.2 En l'occurrence, la recourante fait grief au Tribunal administratif fédéral d'avoir fondé sa décision sur une constatation de l'ODM selon laquelle elle était déjà séparée de son époux au moment de la signature de la déclaration de vie commune le 30 août 2004. Elle fait grand cas de la reprise par l'ODM d'une phrase de son époux relevant qu'elle avait dans un premier temps refusé de divorcer afin de protéger ses intérêts. Elle perd cependant de vue que le Tribunal administratif fédéral n'a pas repris cette déclaration dans ses considérants en droit et qu'il ne fonde aucunement sa décision sur celle-ci. L'arrêt attaqué mentionne de nombreux autres éléments pour établir que la communauté conjugale n'était pas effective, stable et tournée vers l'avenir au moment de la signature de la déclaration précitée et de l'octroi de la naturalisation facilitée. Or, la recourante ne démontre pas en quoi ces faits auraient été constatés de manière arbitraire au sens de la jurisprudence susmentionnée. En effet, ses critiques concernent pour l'essentiel l'appréciation de ces faits et elles se confondent avec le grief tiré d'une violation de l'art. 41 LN examiné ci-après.
3. Invoquant une "application arbitraire de l'art. 41 LN", la recourante reproche aux juges précédents d'avoir abusé de leur pouvoir d'appréciation en remettant en question la communauté conjugale qu'elle formait avec son époux.
3.1 L'art. 27 LN permet à un étranger d'obtenir la naturalisation facilitée en raison de son mariage avec un ressortissant suisse, à certaines conditions. Conformément à l'art. 41 al. 1 LN et à l'art. 14 al. 1 de l'ordonnance du 17 novembre 1999 sur l'organisation du Département fédéral de justice et police (RS 172.213.1), l'ODM peut, avec l'assentiment de l'autorité du canton d'origine, annuler dans les cinq ans une naturalisation facilitée obtenue par des déclarations mensongères ou par la dissimulation de faits essentiels. Pour qu'une naturalisation facilitée soit annulée, il ne suffit pas qu'elle ait été obtenue alors que l'une ou l'autre de ses conditions n'était pas remplie; il faut qu'elle ait été acquise grâce à un comportement déloyal et trompeur. S'il n'est pas besoin que ce comportement soit constitutif d'une escroquerie au sens du droit pénal, il est nécessaire que l'intéressé ait donné sciemment de fausses informations à l'autorité ou l'ait délibérément laissée dans l'erreur sur des faits qu'il savait essentiels (ATF 135 II 161 consid. 2 p. 165; 132 II 113 consid. 3.1 p. 115 et les références). Tel est notamment le cas si le requérant déclare vivre en communauté stable avec son conjoint alors qu'il envisage de se séparer une fois obtenue la naturalisation facilitée; peu importe que son mariage se soit ou non déroulé jusqu'ici de manière harmonieuse (arrêt 1C_272/2009 du 8 septembre 2009 consid. 3.1).
3.2 La nature potestative de l'art. 41 al. 1 LN confère une certaine latitude à l'autorité. Dans l'exercice de cette liberté, celle-ci doit s'abstenir de tout abus; commet un abus de son pouvoir d'appréciation l'autorité qui se fonde sur des critères inappropriés, ne tient pas compte de circonstances pertinentes ou rend une décision arbitraire, contraire au but de la loi ou au principe de la proportionnalité (ATF 129 III 400 consid. 3.1 p. 115; 123 III 274 consid. 1a/cc p. 279; 116 V 307 consid. 2 p. 310 et les références).
La procédure administrative fédérale est régie par le principe de la libre appréciation des preuves (art. 40 de la loi fédérale de procédure civile fédérale du 4 décembre 1947 [PCF; RS 273], applicable par renvoi de l'art. 19 de la loi fédérale du 20 décembre 1968 sur la procédure administrative [PA; RS 172.021]). Ce principe vaut également devant le Tribunal administratif fédéral (art. 37 LTAF). L'administration supporte le fardeau de la preuve lorsque la décision intervient, comme en l'espèce, au détriment de l'administré. Cela étant, la jurisprudence admet dans certaines circonstances que l'autorité puisse se fonder sur une présomption. C'est notamment le cas pour établir que le conjoint naturalisé a menti lorsqu'il a déclaré former une union stable, dans la mesure où il s'agit d'un fait psychique, lié à des éléments relevant de la sphère intime, souvent inconnus de l'administration et difficiles à prouver (ATF 135 II 161 consid. 3 p. 166). Partant, si l'enchaînement rapide des événements fonde la présomption de fait que la naturalisation a été obtenue frauduleusement, il incombe alors à l'administré, en raison non seulement de son devoir de collaborer à l'établissement des faits (art. 13 al. 1 let. a PA; cf. ATF 132 II 113 consid. 3.2 p. 115), mais encore dans son propre intérêt, de renverser cette présomption (ATF 130 II 482 consid. 3.2 p. 485 s.).
S'agissant d'une présomption de fait, qui ressortit à l'appréciation des preuves et ne modifie pas le fardeau de la preuve (ATF 135 II 161 consid. 3 p. 166 et les références), l'administré n'a pas besoin, pour la renverser, de rapporter la preuve contraire du fait présumé, à savoir faire acquérir à l'autorité la certitude qu'il n'a pas menti; il suffit qu'il parvienne à faire admettre l'existence d'une possibilité raisonnable qu'il n'a pas menti en déclarant former une communauté stable avec son conjoint. Il peut le faire en rendant vraisemblable soit la survenance d'un événement extraordinaire susceptible d'expliquer une détérioration rapide du lien conjugal, soit l'absence de conscience de la gravité de ses problèmes de couple au moment de la signature de la déclaration commune (ATF 135 II 161 consid. 3 p. 166; arrêt 1C_199/ 2008 du 8 juillet 2009 consid. 3.2 et les références).
3.3 Selon la jurisprudence, une présomption de fait selon laquelle la communauté conjugale n'était pas stable lors de l'octroi de la naturalisation peut être admise si la séparation des époux intervient quelques mois plus tard (cf. ATF 135 II 161 consid. 4.3 p. 168; 130 II 482 consid. 3.3 p. 486 s.). En l'occurrence, il s'est écoulé moins d'un mois entre l'octroi de la naturalisation et la séparation officielle des époux le 1er décembre 2004, de sorte que la présomption susmentionnée peut être admise. La recourante tente de renverser cette présomption en insistant sur le caractère sincère de l'union conjugale et en expliquant que la constitution de résidences séparées dès le 1er juillet 2003 n'avait pas remis en cause la réalité des "liens affectifs" des époux, ce que l'office fédéral compétent avait d'ailleurs admis en lui octroyant la naturalisation facilitée. Les relations entre les conjoints se seraient envenimées dès le mois de décembre 2004, pour des motifs d'ordre financier qui auraient finalement eu raison de la "volonté de survie du couple".
Il convient de rappeler que le sérieux de l'union avant la demande de naturalisation n'est pas déterminant. Ce qui importe, c'est que le couple soit encore stable et tourné vers l'avenir au moment de cette requête, respectivement au moment de l'octroi de la naturalisation facilitée. L'exigence d'une "communauté conjugale" au sens de l'art. 27 al. 1 let. c LN présuppose en effet l'existence d'une véritable communauté de vie des conjoints, qui ne peut exister qu'avec une volonté commune et intacte de ceux-ci de maintenir une union conjugale stable (ATF 135 II 161 consid. 2 p. 165; 128 II 97 consid. 3a p. 99 et les arrêts cités).
S'il est vrai qu'il ne saurait être question d'imposer aux candidats à la naturalisation facilitée une sorte de modèle idéal de couple, il faut néanmoins qu'ils forment une communauté conjugale effective et que celle-ci présente un minimum de stabilité et apparaisse tournée vers l'avenir. Or, sur la base des éléments figurant au dossier, l'autorité intimée pouvait considérer que le couple de la recourante ne présentait pas ces caractéristiques au moment de la signature de la déclaration du 30 août 2004 et de l'octroi de la naturalisation le 10 novembre 2004. On peut notamment relever à ce égard que l'époux de la recourante a déclaré qu'il lui avait demandé de "quitter le domicile conjugal" durant l'été 2003 déjà, pour un différend d'ordre financier reconnu par l'intéressée. Il apparaît en effet plausible que le manque de participation de la recourante aux dépenses communes était pour l'époux un "problème lancinant", qui existait bien avant décembre 2004 et qui avait finalement conduit les époux à se constituer des domiciles séparés. Au moment de la signature de la déclaration précitée et de l'octroi de la naturalisation, les époux vivaient donc séparés et ils connaissaient un différend relativement important. Il est donc pour le moins vraisemblable qu'à cette époque la communauté conjugale n'était pas harmonieuse, intacte et tournée vers l'avenir, même si une réconciliation n'était pas nécessairement exclue. La recourante a du reste été invitée à produire des pièces attestant de la réalité de l'union conjugale à cette période, mais elle n'a pas été en mesure de le faire.
En définitive, le Tribunal administratif fédéral est resté dans les limites de son pouvoir d'appréciation en estimant que la recourante n'avait pas renversé la présomption susmentionnée en rendant vraisemblable la survenance d'un événement susceptible d'expliquer une détérioration soudaine et rapide du lien conjugal. Il pouvait donc sans arbitraire considérer comme vraisemblable que la dégradation du couple était plutôt le fruit d'un processus relativement long, qui était déjà entamé au moment de la signature de la déclaration précitée, ce qui pouvait difficilement échapper à la recourante. Dans ces conditions, l'annulation de la naturalisation facilitée ne viole pas les art. 27 et 41 LN, elle ne procède pas d'un abus du pouvoir d'appréciation et elle n'est pas arbitraire, de sorte que ce grief doit lui aussi être rejeté.
4. Dans un dernier grief, la recourante invoque de manière générale une violation du principe de la proportionnalité. On ignore toutefois le fondement juridique de son argumentation, l'intéressée ne précisant notamment pas si elle entend se prévaloir d'une restriction d'un droit fondamental au sens de l'art. 36 al. 3 Cst. Elle se livre à une analogie avec le droit des constructions, qui permet dans certains cas de renoncer à un ordre de démolition. L'annulation de la naturalisation facilitée obéit cependant à des règles différentes, qui accordent une importance particulière à la relation de confiance avec l'administré. Si celui-ci trahit cette confiance, en adoptant un comportement déloyal et trompeur, l'art. 41 al. 1 LN donne à l'office compétent la faculté d'annuler la naturalisation facilitée, les fondements de celle-ci n'étant plus réunis. Par conséquent, si des déclarations mensongères ou la dissimulation de faits essentiels peut être retenue en vertu des règles susmentionnées (cf. supra consid. 3), on ne voit pas à quel titre le principe de la proportionnalité pourrait encore être invoqué. La recourante ne précise au demeurant pas quelle autre mesure moins incisive permettrait d'atteindre les buts visés par la législation sur la nationalité. En définitive, il n'est pas possible d'entrer en matière sur cette question, faute de grief répondant aux exigences déduites de l'art. 106 al. 2 LTF (cf. ATF 133 II 249 consid de 1.4.2 p. 254 et les références citées).
5. Il s'ensuit que le recours doit être rejeté, dans la mesure de sa recevabilité. La recourante, qui succombe, doit supporter les frais de la présente procédure (art. 66 al. 1 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté, dans la mesure où il est recevable.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 2'000 fr., sont mis à la charge de la recourante.
3. Le présent arrêt est communiqué au mandataire de la recourante, à l'Office fédéral des migrations et au Tribunal administratif fédéral, Cour III.
Lausanne, le 7 mars 2011
Au nom de la Ire Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Le Greffier:
Fonjallaz Rittener