Monica Vitali è Professoressa Associata presso il Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria (DEIB) del Politecnico di Milano, presso il quale ha conseguito un dottorato di ricerca in Ingegneria dell'Informazione (2014).
La sua ricerca si concentra sulla valutazione e gestione dell'efficienza energetica e della qualità del servizio nei sistemi informativi. Il suo lavoro ricerca nuove strategie per migliorare l'efficienza di data center, cloud e fog computing applicando tecniche derivate dai campi dell'intelligenza artificiale e del machine learning. In particolare, si è occupata di efficienza energetica e sostenibilità di applicazioni cloud e fog, distribuzione basata su QoS in edge e fog computing, qualità dei dati in ambienti big data, Ambient Assisted Living, Smart Cities e Smart Buildings.
Monica insegna corsi di Sistemi Informativi (dal 2015) e Fondamenti di Informatica (dal 2021) presso il Politecnico di Milano a livello universitario per le lauree in Ingegneria Informatica e Gestionale. Nel 2019 è stata Professoressa Associata a tempo determinato presso l'Università di Umeå (Svezia) insegnando i corsi di Cloud Computing e Advanced Distributed Systems a livello magistrale della laurea in Informatica.
Nel 2012 ha ricevuto la Roberto Rocca Fellowship per finanziare 6 mesi come visiting Ph.D. al Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA.
Partecipazione a progetti di ricerca europei: TEADAL, CSAWARENEXT, CROWD4DSDG, DITAS, BigSEA, Eco2Clouds, GAMES, HUMANOBS.