Mônica Alonso Cotta possui graduação (Bacharelado em Física, 1984), mestrado em Física (1987) e doutorado em Ciências (1991), obtidos pela Universidade Estadual de Campinas. Fez o pós-doutorado na AT&T Bell Laboratories (Murray Hill, USA, 1991-1993).

Foi membro da diretoria (mandato 2016-2020), e presidente (mandato 2020-2024) da Sociedade Brasileira de Pesquisa em Materiais, sendo a primeira mulher a ocupar o cargo. É editora executiva da revista ACS Applied Nano Materials e membro do conselho consultivo editorial da revista Accounts of Materials Research. Também é membro do International Scientific Advisory Board do Waterloo Institute for Nanotechnology, Canadá, e do Pre-Screening Committee do VinFuture Prize (VinFuture Foundation, Vietnam), além de atuar em comitês de seleção de vários prêmios internacionais para Mulheres em Ciência. Foi membro e é a atual coordenadora do Comitê de Assessoramento de Física e Astronomia do CNPq. Atualmente é professora titular, sendo a primeira docente mulher concursada no cargo, e primeira diretora eleita (mandato 2021-2025) do Instituto de Física Gleb Wataghin da Universidade Estadual de Campinas. Atua na Comissão de Gênero e Sexualidade da Diretoria Executiva de Direitos Humanos da Universidade.

Seus projetos de pesquisa encontram-se nas áreas de Ciência dos Materiais e Física Biológica, com ênfase na aplicação de nanomateriais em dispositivos sensores e na investigação de sistemas biológicos.