ნათია თამარაშვილს 2017 წელს მიენიჭა ბიოლოგიის დოქტორის აკადემიური ხარისხი ივანე ჯავახიშვილის სახელობის თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მიერ. 2012-2019 წლებში იყო გ. ელიავას სახელობის ბაქტერიოფაგიის, მიკრობიოლოგიისა და ვირუსოლოგიის ინსტიტუტის მკვლევარი, ხოლო 2019 წლიდან არის მეცნიერ-თანამშრომელი. 2017 წლიდან არის აგრეთვე ნიუ ვიჟენ უნივერისტეტის მოწვეული ლექტორი. ნათია თამარაშვილი არის ათამდე სამეცნიერო ნაშრომის თანაავტორი, რომლებიც გამოქვეყნებულია რეფერირებად საერთაშორისო ჟურნალებში. იგი ასევე არის რამდენიმე სამეცნიერო-კვლევითი პროექტის მკვლევარი. მას მონაწილეობა აქვს მიღებული ადგილობრივ და საერთაშორისო სამეცნიერო კონფერენციებში.