Leta 1995 je maturirala na Zvezni realni gimnaziji v Halleinu.[8] Po končani srednji šoli se je vpisala na študij filma in medijev, tehniške fizike, astronomije in poslovne administracije z japonščino ter delala kot prevajalka. Leta 1999 je na Univerzi v Gradcu diplomirala na magistrskem študiju iz astronomije z nalogo Iskanje zunajosončnih planetov: Nastanek planetov in metode odkrivanj (Extrasolare Planetensuche: Bildung von Planeten und Nachweisverfahren).[9] Leta 2002 je na Tehniški univerzi v Gradcu opravila magistrski študij tehniške fizike s specializacijo iz biofizike in biomedicine z nalogo Optična pinceta – uporaba optičnih pasti v medicini in biologiji. Pregled in študija izvedljivosti (Optische Pinzetten – Anwendung von optischen Fallen in Medizin und Biologie. Eine Umfrage und Machbarkeitsstudie).[10][6]
Leta 2004 je na Univerzi v Gradcu doktorirala s področja astronomije z disertacijo Iskanje zunajzemeljskih planetov: Odprava Darwin. Ciljne zvezde in arhitekture interferometrov (Suche nach extra-terrestrischen Planeten: Die Darwin-Mission. Zielsterne und Array-Architekturen).[11][12] Njen doktorat je prejel priznanje sub auspiciis Praesidentis avstrijskega predsednika.[7]
Znana je po svojih raziskavah atmosfer zunajosončnih planetov in še posebej tistih, ki so podobni Zemlji.[13][14] Je pionirka na področju raziskav Zemlje kot astronomskega telesa, ki se razvija v času. Proučevala je spremembo njenega spektralnega odtisa v primerjavi z evolucijskimi stopnjami Zemlji podobnih zunajosončnih planetov in ustvarila »Grafikon identifikacije tujcev« (Alien ID Chart)[15][16] Pokazala je, da bi se spremenil tudi videz Zemlje skozi teleskop, ki bi jo opazoval z oddaljenih zvezd, saj jo biologija in geologija spreminjata skozi stoletja. Raziskovala je tudi sposobnost prihodnjih teleskopov, kot je Vesoljski teleskop James Webb (JWST), zaznati dokaze o življenju z uporabo spektralnih biomarkerjev (biopodpisi)[17] in leta 2009 ustvarila prve spektre Zemlje, videno kot tranzitni zunajosončni planet, pri čemer je zaključila, da bo to težek problem za JWST in da bodo potrebni večji prihodnji teleskopi za iskanje znakov življenja na mnogih planetih.[18]
Leta 2010 je raziskovala, ali se lahko na zunajosončnih planetih opazuje geološko aktivnost, ki je zelo pomembna za bivanje, pri čemer je ugotovila, da je okrog najbližjih zunajosončnih planetov mogoče zaznati približno 10-kratne izbruhe stratovulkanaPinatubo, kar pokaže, ali so drugi planeti podobni Zemlji. Leta 2011 je vodila ekipo za modeliranje spektralnega odtisa zunajosončnega planeta Gliese 581 d, enega prvih majhnih planetov radialne hitrosti, odkritih v območju naseljivosti njegove zvezde.[22]
Leta 2013 je bila del ekipe, ki je objavila odkritje prvih dveh potencialno naseljivih Keplerjevih planetov s polmeroma, manjšima od 2 Zemljinih polmerov v območju naseljivosti njunih zvezd Kepler 62e in Kepler 62f[23] in raziskovala, ali sta ta planeta še vedno primerna za bivanje in kako bi izgledala njuna spektra, če bi bila vodna svetova.[24]
Leta 2021 sta Kalteneggerjeva in Jackie K. Faherty identificirali 1.715 zvezd (z verjetno sorodnimi zunajosončnimi sestavi) znotraj 326 svetlobnih let (100 parsekov), ki imajo ugodno položajno izhodišče – v povezavi z Zemljino tranzitno cono (ETZ) – zaznavanja Zemlje kot zunajosončnega planeta, ki prehaja čez Sonce od začetkov človeške civilizacije (približno pred 5.000 leti). Dodatnih 319 zvezd naj bi prispelo na to posebno razgledno točko v naslednjih 5.000 letih.[25]
Po njej se imenuje asteroid7734 Kaltenegger, odkrit 25. junija 1979 na Observatoriju Siding Spring.[30][31] Leta 2007 jo je revija Smithsonian imenovala za eno od 37 ameriških mladih inovatorjev v umetnosti in znanosti.[32] Prejela je nagrado Paula Hertelendyja za izjemno mlado znanstvenico na Harvard-Smithsonianovem središču za astrofiziko. Leta 2012 so jo imenovali za vzornico Evropske komisije za kampanjo Ženske v raziskovanju in znanosti Evropske unije. Tega leta je od Nemške raziskovalne fundacije (DFG) prejela nagrado Heinza Maierja-Leibnitza za fiziko.[33][34] Nagrado podeljujejo od leta 1978 vsako leto šestim mladim raziskovalcem na vseh področjih znanosti v Nemčiji. Istega leta so jo izbrali za članico Mlade akademije.[35][36]
