Fue laureada con el Premio Nobel de Química en 2018 junto a George P. Smith y Gregory Winter.

Se licenció en ingeniería mecánica y aeroespacial por la Universidad de Princeton en 1979 año.

Además de los cursos necesarios para finalizar sus estudios estudió economía, alemán, italiano y durante un año, se dedicó a viajar y a trabajar en una fábrica de reactores nucleares.

[2]​ Allí desarrolló su trabajo postdoctoral en química biofísica antes de unirse al Caltech en 1986.

Arnold preside el Panel Asesor de las Becas Packard en Ciencia e Ingeniería.

Este proceso puede ser aplicado para diseñar proteínas que puedan cumplir con una variedad de tareas, como usar enzimas para producir biocombustibles y compuestos farmacéuticos que causen menos daño al medio ambiente.

Las bacterias con mejor respuesta (halos visibles más grandes), fueron aisladas, su ADN fue usado para someterlas a nuevas rondas.