Закінчила Київський технологічний інститут легкої промисловості у 1988 р. У 1997 р. закінчила аспірантуру Інституту світової економіки і міжнародних відносин НАН України (з відривом від виробництва). У 1999 р. захистила кандидатську дисертацію за спеціальністю 23.00.04 – політичні проблеми міжнародних систем і глобального розвитку за темою «Чорноморське регіональне співробітництво як геополітичний чинник міжнародних інтеграційних процесів (1990 – 1998 рр.). У 2006 р. присвоєне вчене звання старшого наукового співробітника зі спеціальності 23.00.04 – політичні проблеми міжнародних систем і глобального розвитку.
2007 – 2008 рр. – підвищення кваліфікації в Українській школі законотворчості Інституту законодавства Верховної Ради України за темою «Законотворча діяльність»;
травень 2012 р. – підвищення кваліфікації у Національній академії державного управління при президентові України, Інститут підвищення кваліфікації керівних кадрів за темою «Аналіз політики. Підготовка аналітичних документів»;
листопад 2012 р. – підвищення кваліфікації у Національній академії державного управління при президентові України, Інститут підвищення кваліфікації керівних кадрів за темою «Конфлікти, стреси, маніпулювання в управлінській і політичній діяльності».
З 1992 р. по 2003 р. працювала в Інституті світової економіки і міжнародних відносин НАН України на повній ставці, з 2003 по 2014 р. за сумісництвом на посадах старшого лаборанта, молодшого наукового, наукового та старшого наукового співробітника. З 2003 р. по 2015 р. – головний консультант в Національному інституті стратегічних досліджень.
З квітня 2015 р. – старший науковий співробітник відділу історії країн Азії та Африки Державної установи «Інститут всесвітньої історії НАН України».
Автор понад 80 наукових робіт, у тому числі 9 колективних монографій, учасник понад 70 наукових заходів.
Основні публікації:
Колективні монографії
1. Мхитарян Н.І. Стратегічні орієнтири взаємовідносин України з Туреччиною // Україна: стратегічні пріоритети. Аналітичні оцінки – 2006: Монографія / За ред. О.С.Власюка . – К.: НІСД. – 2006. – С. 536-541.
2. Мхитарян Н.І. Стратегічні інтереси України в Каспійсько-Центральноазійському регіоні // Україна в 2007 році: щорічні оцінки суспільно-політичного та соціально-економічного розвитку: Монографія / За заг. ред. Ю.Г.Рубана. – К.: НІСД. – 2007. – С. 455 – 464.
3. Мхитарян Н.І. Актуальні проблеми забезпечення стратегічних цілей України у Центральноазійському регіоні // Азійський напрям зовнішньої політики України: проблеми і перспективи. Аналітичні оцінки: монографія / В.О. Швед [та ін.]; за ред. В.О. Шведа – К.: НІСД. – 2008. – С. 86-101.
4. Мхитарян Н.І. Європейська енергетична стратегія у контексті реалізації національних інтересів України // Україна в 2008 році: щорічні оцінки суспільно-політичного та соціально-економічного розвитку: Монографія / За заг. ред. Ю.Г. Рубана. – К.: НІСД. – 2008. – С. 630 – 642.
5. Мхитарян Н.І. Реалізація стратегічних інтересів України у Каспійсько-Центральноазійському регіоні // Україна в 2005 – 2009 рр.: стратегічні оцінки суспільно-політичного та соціально-економічного розвитку: Монографія / За редакцією кандидата технічних наук, Заслуженого журналіста України Ю.Г. Рубана. – К.: Національний інститут стратегічних досліджень. – 2009. – С. 617-624.
6. Мхитарян Н.І. Україна та Туреччина: шлях до Євросоюзу // Україна в Європі: пошуки спільного майбутнього: Колективна монографія / За редакцією доктора історичних наук, професора А.І. Кудряченка. – К.: Фенікс. – 2009. – С. 272-285.
7. Мхитарян Н.І. Каспійсько-Центральноазійський регіон // Україна в 2010 році: щорічні оцінки суспільно-політичного та соціально-економічного розвитку: монографія / за заг.ред. А.В. Єрмолаєва. – К.: НІСД. – 2010. – С. 436 – 440.
Статті
1. Mkhitaryan N. Turkish-Ukrainian relation // Eurasian Studies . – 1996. – № 2. – Summer – P. 2 – 13 (видається в Туреччині англійською, турецькою, узбецькою, киргизькою і туркменською мовами).
2. Мхитарян Н.І. Україна і Організація Чорноморського економічного співробітництва: десять років взаємин// Україна дипломатична. – К.: ПЦ «Інтертехнологія». – 2003. – С. 587-595.
3. Мхитарян Н.І. Каспийско-Черноморское измерение глобальных вызовов и региональных интересов: взгляд из Украины // Материалы международной конференции «Взаимоотношения и сотрудничество стран побережья Каспийского моря», г. Мазандаран, Иран, 19-20 октября 2003 г.
4. Mkhitaryan N. Ukrayna dış politikasının öncelikleri Ukrayna-Türkiye ilişkileri // Değişen karadeniz jeopolitiğinde. Türkiye-Ukrayna ilişkileri: Dış politika veSiyaset – 1. / Yayina Yazırlayanlar: Ilyas Kamalov, Hasan Kanbolat/. – Ankara: Veritas. – 2010. – S. 10 – 16 (Пріоритети зовнішньої політики України в українсько-турецьких відносинах // Зміни Чорноморської геополітики. Турецько-українські відносини: у зб.: Зовнішня та внутрішня політика – 1 /Публікація підготована: І. Камалов, Ч. Камболат/. – Анкара: вид-во Верітас. – 2010. – С.10-16.
5. Мхитарян Н.І. Традиціоналізм і модернізація в розбудові сучасного Казахстану // Цивілізаційні чинники світобудови: джерела походження, потенціал взаємодії та виміри конструктивізму (країни Азії та Африки): Збірник наукових праць / НАН України, ДУ «Інститут всесвітньої історії НАН України»; редкол.: В.О. Швед, О.І. Лукаш, Н.Д. Городня та ін. – К., 2015. – 230 с. – С. 158-164.
Про Мхитарян Н.І. надруковано матеріали в таких виданнях:
1. Мхитарян Наталія Ігорівна // Сходознавство і візантологія в Україні в іменах: біобібліографічний словник (біобібліогр. слов.) / упоряд.: Е.Г.Циганкова, Ю.М.Кочубей, О.Д.Василюк; редкол.: Матвєєва Л.В. (голов.ред.) [та ін.] – К.: Ін-т сходознавства ім. А.Ю.Кримського НАНУ. – 2011. – С.157.
Володіє англійською, російською вільно, турецькою – базовий рівень.