Nathalie Gravel est diplômée d’un doctorat en géographie de l'Université Laval (2003) à Québec et a effectué un post-doctorat à Yale University (2003-2004) au programme d’études agraires et au Conseil d’études latino-américaines et caribéennes. Elle est professeure agrégée de géographie à l'Université Laval depuis 2005 et est présidente de l’Association canadienne des géographes depuis 2022. Elle co-dirige l’axe Gouvernance de l’eau chez CentrEau et elle a siégé sur les conseils d’administration de l'Association canadienne des études américaines latine et des Caraïbes (ACELAC) (présidente de 2013 à 2014), de la Société géographique de Québec (présidente de 2006 à 2016) et du Regroupement des géographes du Québec (vice-présidente de 2018 à 2020). Elle enseigne à tous les cycles les cours de Géographie de l'Amérique latine, Géographie de la mondialisation, Géographie du système agroalimentaire et Géographie rurale et alimentaire. Ses recherches portent sur le développement rural en Amérique latine, la sécurité alimentaire et l’agriculture urbaine, la gouvernance de l’eau et la gouvernance participative dans les Amériques. Elle est l'autrice d'un manuel intitulé «Géographie de l'Amérique latine. Une culture de l'incertitude » publié aux Presses de l'Université du Québec en 2009 et vient récemment de signer un contrat avec Springer pour la publication d’un deuxième manuel de cours sur la gouvernance environnementale. 

Elle maitrise quatre langues (français, anglais, espagnol et portugais). 

Elle valorise et croit en la force de la vie associative et se préoccupe de faire la promotion de la géographie comme discipline et de diffuser les savoirs géographiques depuis le début de sa carrière. Il lui importe d’intégrer les minorités et toutes les générations dans la prise de décision pour la construction de communautés d’apprentissage diversifiées.