[1] Completó su licenciatura y doctorado en Química en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign.Junto a sus colaboradores, produjo las primeras plantas modificadas genéticamente usando Agrobacterium portador del plásmido Ti desarmado (1983).Comenzó su carrera en el mundo empresarial en 1983 con CIBA-Geigy Corporation (una empresa del grupo Syngenta).Fue condecorada con el premio Presidencial de la organización Crop Science Society of America en 2011.[5] En reconocimiento a sus abundantes logros, en 2002 Syngenta anunció la creación del Centro Mary-Dell Chilton – un centro de conferencias y administrativo que se añadió a las instalaciones de la empresa en el Research Triangle Park, en Carolina del Norte.