[1]​Durante varios años trabajó en los Laboratorios Nacionales en Washington D. C.[1]​ En 2001 se mudó a Gainesville para trabajar en investigación y como profesora en el Departamento de Química de la UF.

[7]​ Kleiman trabaja con materiales con propiedades fotofísicas novedosas y electrónicos moleculares con el objetivo de controlar las interacciones luz-materia y descubrir nuevos materiales para aplicaciones fotónicas.

[8]​ Kleiman creó una nueva herramienta espectroscópica para identificar rápidamente las estructuras más prometedoras para los dispositivos fotovoltaicos.

Investiga el uso de la espectroscopia ultra rápida para estudiar el transporte de energía en dendrímeros y polímeros conjugados cuyas propiedades electrónicas y ópticas pueden controlarse químicamente a nivel molecular.

Al analizar el proceso de optimización del pulso y las características óptimas del pulso, aislaron con éxito los elementos dominantes subyacentes al mecanismo de control.

UU para que investiguen en química en laboratorios franceses, programa premiado por la National Science Foundation en 2022.