In een tijd waarin vrouwen beperkte carrièremogelijkheden hadden, maakte Merian haar eigen beroep. Op haar dertiende, aangemoedigd door haar stiefvader, begon ze insecten en bloemen te schilderen. Als meisje in Frankfurt, Duitsland, was ze gefascineerd door insecten en vond ze een bijzonder talent voor het vertalen van hun fysieke vormen naar verf en papier met zowel artistieke vaardigheden als wetenschappelijke nauwkeurigheid. Op 28-jarige leeftijd publiceerde ze haar eerste deel met illustraties.
Een van haar latere delen was nog belangrijker. Het illustreerde het proces van metamorfose, dat in de 17e eeuw nog steeds een theorie was. In het boek beeldde Merian de levenscycli van vlinders en motten af, naast hun voedselbronnen, die hielpen om de algemeen aanvaarde notie dat insecten spontaan voortkwamen uit rottende materie te weerleggen.
Na deze publicatie - tussendoor te gaan scheiden, in een gemeente te wonen en te verhuizen naar Neurenberg en vervolgens naar Amsterdam - begon Merian haar 'lang gedroomd van reis'. Vergezeld van haar dochter Dorothea en sponsoring van de stad Amsterdam (een zeldzame prestatie voor een vrouw) besloot ze om wat een vijfjarig verblijf in Suriname zou worden, vervolgens een Nederlandse kolonie aan de noordkust van Zuid-Amerika. Na slechts twee jaar, op 54-jarige leeftijd, keerde ze echter terug naar Nederland na malaria.
Maar in de daaropvolgende vier jaar produceerde Merian 60 gravures uit haar tijd daar. In 1705 publiceerde ze zichzelf Metamorfose insectorum Surinamensium (De metamorfose van de insecten van Suriname), wat haar status als zowel een leidende entomoloog als een natuurartiest betekende.
Het werk van Merian - zowel innovatief als mooi - was al eeuwenlang vergeten na haar dood in 1717. Latere wetenschappers wezen haar werk in het algemeen af omdat ze een vrouw was en geen formele opleiding had. Gelukkig was de 20ste eeuw vriendelijker voor haar bijdragen. Ze is vereeuwigd op een Duits bankbiljet en in een Google-doodle. Haar levendige illustraties worden gehouden in musea over de hele wereld. Ter ere van haar pionierswerk heeft het Berlijnse Kupferstichkabinett (Museum voor prenten en tekeningen) een tentoonstelling van haar werk tentoongesteld tot 7 juli 2017. Atlas Obscura heeft een selectie van haar gedetailleerde, sierlijke werk.