Nathalie Martimbeau détient une maîtrise en astronomie de l’Université de Montréal (1992) et une maîtrise en muséologie de la San Francisco State University (1994). Elle oeuvre depuis plus de 25 ans à la réalisation de programmes éducatifs et à la présentation de spectacles scolaires, notamment au Charles F. Hagar Planetarium de San Francisco, à la California Academy of Sciences et au Morrison Planetarium (1992-1996). Durant cette période, toujours aux États-Unis, Nathalie Martimbeau a eu l’occasion de faire des stages au Lawrence Hall of Science (Berkeley) et à l’Exploratorium (San Francisco), où elle s’est initiée à l’apprentissage participatif des sciences voué aux élèves du primaire et à leurs enseignants. À partir de 1999 (incluant un hiatus de quelques années au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Nathalie Martimbeau a participé à la conception, production et présentation de spectacles, d’expositions, et d’animations dédiés aux différents publics du Planétarium.