Sie stellte die Noether-Theoreme auf, die die Erhaltungssätze für Energie, Impuls und Drehimpuls beschreiben. Diese Theoreme zählen zum Grundbestand der mathematischen Physik.
Erst nach drei Anläufen und nachdem sich ihre Göttinger Kollegen Felix Klein und David Hilbert für sie eingesetzt hatten, wurde ihr im Mai 1919 mit einer Ausnahmeregelung gestattet, in Göttingen zu habilitieren. Daraufhin durfte sie Lehrveranstaltungen im eigenen Namen abhalten, eine Besoldung war damit aber nicht verbunden. Erst ab 1923 erhielt sie eine geringfügige und prekäre Bezahlung.
Aus ihrer eifrigen Lehr- und Vortragstätigkeit entwickelte sich ein großer Schülerkreis, der ihre als "begriffliche Mathematik" bezeichnete Herangehensweise aufnahm und verbreitete. Zahlreiche ihrer Schüler schlugen die wissenschaftliche Laufbahn ein und trugen dazu bei, eine Noether-Enkelgeneration heranzuziehen.
1930 ging sie in die USA, wo sie am Women's College Bryn Mawr und in Princeton lehrte. Sie war mit Albert Einstein befreundet und hatte noch viele Pläne, als sie im Frühjahr 1935 bei einer Operation starb.