Boston előkelő köréhez tartozó családba született, gyenge egészségi állapota miatt otthon magántanárok tanították. 1850-ben házasságot kötött Jean Louis Rodolphe Agassiz svájci természettudóssal, akit elkísért expedícióira és megtanulta a laboratóriumi munkát is. 1856-ban iskolát nyitott lányok számára, fontos szerepe volt a Natural History Museum at Cambridge és a National History School on Penikese Island létrehozásában. Határozott meggyőződése volt, hogy a nőknek ugyanolyan joguk van a felsőfokú tanulmányokhoz, mint a férfiaknak, ennek elősegítésére alapították meg hat társával a Harvardon belül a Radcliff College-ot, melynek 1900-ig elnöke volt.

Néhány munkája: A First Lesson in Natural History (1859), Seaside Studies in Natural History (1865), Life of Louis Agassiz (1885).