קליין סיימה דוקטורט בחינוך באוניברסיטת רוצ'סטר בניו יורק ב-1974. מחקרה עסק בהשפעות תת תזונה בינקות על התפתחות כישורי למידה וחשיבה בבית הספר. בהמשך זכתה במלגת מחקר של קרן המוסד הלאומי לחינוך של ארצות הברית, וממצאי מחקרה הראו כי קיים פוטנציאל רב לשינוי בקרב ילדים עם קשיי קשב, זיכרון מיידי וקשיי שפה, שניתן לשפרו באמצעות תוכנית התערבות חינוכית קצרת מועד.
קליין פיתחה שיטות הערכה שונות ליחסי בוגרים וילדים, בפרט בקרב אנשי הוראה ובדבר השפעה אפשרית על מחוננים או על בעלי קשיי התפתחות. בין השאר, היא פיתחה את גישת MISC להתערבות תיווכית עבור הדמות המטפלת בילד בגיל מוקדם (Mediational Intervention for Sensitizing Caregivers - MISC).
על פי שיטת MISC, תוכנית הלימודים שנקבעת לילדים היא אישית ונבנית במיוחד על פי צרכיו של כל ילד; היא נקבעת בין השאר בהתאם לממצאי ניתוח שנעשה על צילום וידאו של אינטראקציות בין הילד להורה המטפל בו, כמותן ואיכותן (מעין תהליך של הערכה דיאדית). במחקריה נמצא כי שיפור יכולת התיווך של ההורה לילדו מגביר את ביצועיו הקוגניטיביים, החברתיים והרגשיים של הילד. ההדרכה להורה ניתנת באווירה מקבלת ומכילה, מתמקדת במרכיבים החיוביים שנצפו באינטראקציות, ומדגישה מרכיבים בלתי-מילוליים שבבסיס ההתקשרות (כגון קשר עין, חיוך, מבט) ושלושה מסרים מרכזיים מההורה לילד: "אני אוהב אותך" (מעביר מסר שמגביר הערכה עצמית), "אני איתך" (מסר של ביטחון) ו"כדאי לעשות את זה" (את המטלה / משימה העומדת בפני הילד כרגע). על פי קליין, ובהתבסס גם על תאוריית ההשתנות הקוגניטיבית של ראובן פוירשטיין, המרכיבים העיקריים באינטראקציה איכותית בין הורה או מורה לבין הילד, הם כוונה והדדיות, תיווך של משמעות, תיווך של משמעות רגשית, ויסות או ביקורת ההתנהגות, ותיווך של הרגשת יכולת (טרנסצנדנטיות) והרחבה.