Després de llicenciar-se en Química el 1992, la prof. Monica Lira-Cantu va obtenir els graus de màster i doctorat en Ciència de Materials a l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB) i la Universitat Autònoma de Barcelona el 1995 i el 1997, respectivament. Va treballar com a investigadora postdoctoral per a Schneider Electric i l'ICMAB fins al 1998. Del 1999 al 2001 va ser química sènior de plantilla permanent a ExxonMobil Research & Engineering (anteriorment Mobil Technology Co), a Nova Jersey (EUA), on va crear un grup dedicat a aplicacions relacionades amb l'energia.
La Dra. Lira-Cantu ha rebut diversos premis, així com beques de científica visitant als laboratoris següents: Universitetet i Oslo (Noruega) (ESF, 2003), RisDTU Nationallaboratoriet (Dinamarca) (AGAUR, 2004/05) i Center for Advanced Science and Innovation (Universitat d'Osaka, Japó) (Canon Foundation in Europe, 2006). És líder del grup Materials Nanoestructurats per a Energia Fotovoltaica des del 2006. Va obtenir una plaça amb tenure track al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) el 2007, i va ser promocionada a investigadora científica el 2017 i a professora d'investigació el 2022.
Actualment és avaluadora de la Comissió Europea per a les ajudes ERC Starting, Consolidator i Advanced. Ha coordinat i organitzat més de 24 conferències científiques i és àrbitra científica per a més de 20 agències de recerca internacionals i europees, i per a més de 50 revistes científiques. La prof. Lira-Cantu és membre del consell editorial de SN Applied Science (Nature). És editora en cap d'APL Energy (AIP Publishing) i membre del consell editorial assessor de Discovery Materials i Springer Nature Applied Sciences (Nature); Adv. Energy and Sustainability (Wiley); Chemical Physics Impact (Elsevier) i Matter (Cell Press). Des del 2016 és membre del consell assessor local i nacional per al grau en Nanotecnologia i Ciències Químiques (INCQ) de l'Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM, Mèxic).
Els interessos de recerca de la prof. Lira-Cantu se centren en la síntesi i l'aplicació de materials nanoestructurats per a cèl·lules solars de pel·lícula prima d'alta eficiència i alta estabilitat de nova generació: cèl·lules solars de halur de perovskita, sensibilitzades per colorant, d'allòxid i orgàniques. El seu grup ha desenvolupat cèl·lules solars de halur de perovskita amb eficiències superiors al 23 % i una estabilitat de 1.000 h sota il·luminació contínua. El grup també s'orienta a l'aplicació de cèl·lules solars en electrònica impresa sense bateria i autoalimentada per a l'IoT (sobre materials flexibles, transparents i/o intel·ligents). La caracterització in situ i operando mitjançant espectroscòpia Raman, difracció de raigs X, fotoluminescència i espectroscòpia d'impedància és també un camp de recerca sota la seva direcció.
Des del 2007 ha estat l'investigadora principal de diversos projectes (nacionals, europeus i amb la indústria); per exemple, va ser la coordinadora d'un projecte COST Action (StableNextSol MP1307) relacionat amb l'estudi de l'estabilitat de cèl·lules solars orgàniques i de perovskita. El projecte va tenir més de 450 membres de 35 països i 22 empreses. Va ser destacat quatre vegades a la revista SETIS i European Energy Innovation Magazine, i seleccionat com a Success Story per la Comissió Europea.
Ha dirigit més de 90 membres al seu grup: 1 professor/a visitant, 1 líder de grup ICREA Jr, 1 líder de grup Jr "La Caixa" incoming, 2 responsables de projecte, 8 investigadors/es postdoctorals, 1 investigador/a postdoctoral Beatriu de Pinós, >10 doctorands/es (4 en curs) i >70 estudiants de grau: màster, grau i estudiants visitants de curta durada. La prof. Monica Lira-Cantu té més de 135 publicacions científiques, entre les quals més de 125 articles en revistes, 1 llibre editat, 10 capítols de llibre i 11 patents. Segons Google Scholar, té més de 10.000 cites en total i un índex H de 52.