Sachverhalt:
A. Das Strassenverkehrsamt Graubünden sprach X._ mit Strafmandat vom 9. Juni 2008 wegen einfacher Verkehrsregelverletzung infolge Überschreitens der signalisierten Höchstgeschwindigkeit schuldig und verurteilte sie zu einer Busse von Fr. 370.--.
Gegen dieses Strafmandat erhob X._ Einsprache beim Departement für Justiz, Sicherheit und Gesundheit des Kantons Graubünden. Dieses bestätigte am 18. Mai 2009 den Schuldspruch sowie die Strafsanktion.
Die gegen diesen Entscheid von X._ erhobene Berufung wies das Kantonsgericht Graubünden am 15. Juli 2009 ab.
B. X._ führt Beschwerde in Strafsachen vor Bundesgericht, in welcher sie beantragt, das angefochtene Urteil sei aufzuheben, und sie sei vom Vorwurf der einfachen Verkehrsregelverletzung infolge Überschreitens der signalisierten Höchstgeschwindigkeit freizusprechen. Eventualiter sei die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen.
C. Die Staatsanwaltschaft verzichtet auf eine Vernehmlassung, die Vorinstanz beantragt die Abweisung der Beschwerde, soweit darauf einzutreten sei.

Erwägungen:
1. Die Vorinstanz geht von folgendem Sachverhalt aus:
Am 16. Oktober 2007, um 15.23 Uhr, wurde der Personenwagen D (Deutschland) Z._ Nr._ auf der Autobahn N 13 bei San Vittore/GR Richtung Chur von einer Radar-Geschwindigkeitskontrolle der Kantonspolizei Graubünden erfasst. Die nach Abzug einer Sicherheitsmarge von 6 km/h massgebende Geschwindigkeit betrug 108 km/h, wodurch die signalisierte Höchstgeschwindigkeit von 80 km/h um 28 km/h überschritten wurde.
Als Halterin des Fahrzeugs ermittelte die Kantonspolizei Graubünden Frau Xa._, wohnhaft in München. Nach dem in Frage kommenden Fahrzeuglenker befragt, machte sie von ihrem Zeugnisverweigerungsrecht Gebrauch. Ein angefordertes Vergleichsfoto der Beschwerdeführerin, der Tochter von Xa._, ergab eine Ähnlichkeit mit der Fahrzeuglenkerin gemäss Radarfoto. Die Beschwerdeführerin teilte zu einem späteren Zeitpunkt telefonisch mit, dass sie nicht Lenkerin des Fahrzeugs und im Tatzeitpunkt nachweislich bei der Arbeit gewesen sei. Ebenfalls angefordert wurde ein Vergleichsfoto der zweiten Tochter, Xb._. Diese machte wie ihre Mutter von ihrem Aussageverweigerungsrecht Gebrauch.
Aufgrund der Radarbilder, des Vergleichsfotos sowie der Wahrnehmungen des mit dem Fall befassten Polizeihauptmeisters in München, der zwischen der Beschwerdeführerin und dem Radarbild eine sehr grosse Ähnlichkeit bejahte, gelangte die Vorinstanz zur Überzeugung, dass die Beschwerdeführerin die Lenkerin des Fahrzeugs war.
2. 2.1 Die Beschwerdeführerin macht eine Verletzung des Willkürverbots sowie des verfassungsrechtlichen Grundsatzes des rechtlichen Gehörs im Sinne von <ref-law> geltend. Während der Untersuchung sei das von ihr beigebrachte Bestätigungsschreiben des Arbeitgebers, wonach sie am 16. Oktober 2007 von 10.30-17.00 Uhr (und somit auch zum Tatzeitpunkt) an ihrem Arbeitsplatz im "Bistro Punto Di Vino" war, als unwesentlich eingestuft und auf eine Weiterabklärung verzichtet worden. Die Vorinstanz habe ihren Ermessensspielraum überschritten, indem sie eine antizipierte Beweiswürdigung vorgenommen habe (Beschwerde, S. 6 ff.).
2.2 Das Kantonsgericht Graubünden führt aus, die erste Instanz habe eingehend dargelegt, weshalb sie aufgrund der Radarbilder und des Vergleichsfotos der Beschwerdeführerin zum Schluss gelangte, diese sei Lenkerin des fraglichen Fahrzeugs zur Tatzeit gewesen. Diesen Feststellungen schliesst sich die Vorinstanz vollumfänglich an. Die übereinstimmenden charakteristischen Gesichtszüge auf den Radarbildern und dem Vergleichsfoto sowie die Wahrnehmungen des einvernehmenden Polizeihauptmeisters in München erachtet die Vorinstanz als derart überzeugend, dass von nicht zu unterdrückenden Zweifeln hinsichtlich der Täterschaft keine Rede sein könne. Zweifel an der Schlussfolgerung, die Beschwerdeführerin habe das Fahrzeug im Tatzeitpunkt gelenkt, bestünden einzig, wenn die knapp 15 Monate ältere Schwester der Beschwerdeführerin eine grosse Ähnlichkeit mit ihr hätte, was diese jedoch nicht behauptete. Eine Einvernahme des Arbeitgebers vermöchte im Übrigen nichts am Sachverhalt zu ändern, da die Aussagen aufgrund der Nähe zur Beschwerdeführerin ohnehin mit einer gewissen Zurückhaltung zu würdigen wären. Das Bestätigungsschreiben sei daher nicht geeignet, begründete Zweifel am festgestellten Sachverhalt zu wecken (angefochtenes Urteil, S. 9 f.).
2.3 <ref-law> gewährleistet den Anspruch auf rechtliches Gehör. Daraus ergibt sich der Anspruch der Parteien, mit rechtzeitig und formgültig angebotenen Beweisanträgen und Vorbringen gehört zu werden, soweit diese erhebliche Tatsachen betreffen und nicht offensichtlich beweisuntauglich sind (<ref-ruling> E. 2.1; <ref-ruling> E. 3b je mit Hinweisen). Keine Verletzung des rechtlichen Gehörs liegt vor, wenn ein Gericht darauf verzichtet, beantragte Beweise abzunehmen, weil es auf Grund der bereits abgenommenen Beweise seine Überzeugung gebildet hat und ohne Willkür in vorweggenommener Beweiswürdigung annehmen kann, seine Überzeugung würde durch weitere Beweiserhebungen nicht geändert (<ref-ruling> E. 2.1; <ref-ruling> E. 3a, 241 E. 2 je mit Hinweisen). Willkür im Sinne von <ref-law> liegt nach ständiger Rechtsprechung vor, wenn der angefochtene Entscheid auf einer schlechterdings unhaltbaren oder widersprüchlichen Beweiswürdigung beruht, mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft (<ref-ruling> E. 5.4).
2.4 Die Beschwerdeführerin sagte von Anbeginn aus, sie habe im Tatzeitpunkt nicht am Steuer des fraglichen Autos gesessen, da sie in München an ihrem Arbeitsplatz gewesen sei. Sie reichte hierzu eine schriftliche Bestätigung des Arbeitgebers ein. Die Vorinstanz begründet nicht, weshalb das Bestätigungsschreiben des Arbeitgebers nicht geeignet sein soll, Zweifel am Beweisergebnis zu erwecken. Wenn sie das Schreiben nicht als verlässlich erachtet, hätte sie den Arbeitgeber als Zeugen befragen bzw. rechtshilfeweise einvernehmen lassen müssen, auch wenn die Beschwerdeführerin im erstinstanzlichen Verfahren keinen entsprechenden Antrag gestellt hat. Die Auffassung der Vorinstanz, am Beweisergebnis hätte auch die Einvernahme des Arbeitgebers nichts geändert, weil die Aussagen aufgrund seiner Nähe zur Beschwerdeführerin ohnehin mit einer gewissen Zurückhaltung zu würdigen gewesen wären, ist mit sachlichen Gründen nicht haltbar. Denn ob die Aussage mit Zurückhaltung zu würdigen ist, lässt sich erst entscheiden, wenn der Arbeitgeber tatsächlich als Zeuge ausgesagt hat und seine konkreten Angaben vorliegen. Im Übrigen ist nicht auszuschliessen, dass auch eine bloss zurückhaltende Würdigung, die dem Arbeitsverhältnis Rechnung trägt, ausreichte, das an sich schwache Beweisfundament ins Wanken zu bringen.
Der Arbeitgeber hätte mit der Strafdrohung gemäss <ref-law> (bzw. der analogen Bestimmung des deutschen Rechts) konfrontiert werden müssen. Zudem hätte mittels differenzierter Befragung der Wert des Alibis überprüft werden können, z.B., ob es Dritte gebe, welche die Beschwerdeführerin gesehen haben. Die Vorinstanz verletzt den Anspruch auf rechtliches Gehör, indem sie den Arbeitgeber der Beschwerdeführerin nicht als Zeugen befragt hat. Die Beschwerde erweist sich als begründet.
3. Damit erübrigt sich die Prüfung der Verletzung des Grundsatzes in dubio pro reo.
4. Die Beschwerde ist gutzuheissen. Bei diesem Ausgang des Verfahrens sind keine Gerichtskosten zu erheben (Art. 66 Abs. 1 i.V.m. Abs. 4 BGG), und hat der Kanton Graubünden der Beschwerdeführerin eine angemessene Parteientschädigung auszurichten (Art. 68 Abs. 1 und 2 BGG). Mit dem Entscheid in der Sache wird das Gesuch um aufschiebende Wirkung der Beschwerde gegenstandslos.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird gutgeheissen, das Urteil des Obergerichts des Kantons Graubünden vom 15. Juli 2009 aufgehoben und die Sache zur neuen Entscheidung an die Vorinstanz zurückgewiesen.
2. Es werden keine Gerichtskosten erhoben.
3. Der Kanton Graubünden hat der Beschwerdeführerin eine Parteientschädigung von Fr. 3000.-- auszurichten.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Kantonsgericht von Graubünden, II. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 11. Dezember 2009
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Das präsidierende Mitglied: Der Gerichtsschreiber:
Schneider Keller