É atualmente Deputada do Parlamento Europeu.

Foi conselheira do Comissário para Investigação, Ciência e Inovação, Carlos Moedas, de novembro de 2014 a dezembro de 2015.

Anteriormente, foi Deputada do Parlamento Europeu entre julho de 2009 e maio de 2014. Nessa condição, foi relatora do programa Horizonte 2020 - Programa-Quadro de Investigação e Inovação (2014-2020).

Também foi conselheira principal do Presidente da Comissão Europeia Durão Barroso nas áreas de Ciência, Ensino Superior, Inovação, Investigação, Energia, Ambiente e Mudanças Climáticas de 2006 a 2009.

Foi Ministra da Ciência e do Ensino Superior do XV Governo Constitucional e Ministra da Ciência, Inovação e Ensino Superior do XVI Governo Constitucional.

É Professora Catedrática do Instituto Superior Técnico (Universidade de Lisboa).