Ana Mourão é investigadora do CENTRA-Centro Multidisciplinar de Astrofísica do Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa. Fez o Mestrado e o Doutoramento em Física na Universidade Estatal de Moscovo- Lomonossov. É Professora Auxiliar do IST e responsável do Grupo de Astrofísica Observacional do CENTRA. Colaborou com o Supernova Cosmology Project, uma das duas equipas que em 1998  descobriu a  expansão acelerada do Universo. É  membro da colaboração SNLS-Supernova Legacy Survey tendo participado na descoberta de  várias dezenas de supernovas usando o telescópio CFHT no Hawai. Actualmente colabora com a equipa do GEPI-Observatório de Paris-Meudon no estudo de galáxias onde ocorreram  supernovas ou explosões de raios gamma.

Dedica-se ainda à divulgação da Ciência. Em Agosto de 2009, numa iniciativa do Ano Internacional de Astronomia,  recebeu o prémio internacional na categoria de  "Outstanding Individual within a registered 100 Hours of Astronomy event" ,  pela sua contribuição para divulgação científica nos  Açores.