Perjalanan akademiknya kemudian mencapai puncak ketika berhasil meraih gelar doktor dari School of Chemical Engineering, The University of Queensland, Australia pada 2014, salah satu institusi riset teknik terkemuka di dunia.
Sebelum menjadi akademisi, Prof Muthia Muthia pernah bekerja sebagai analis laboratorium kualitas air di Fakultas Perikanan Universitas Riau, terlibat dalam pengelolaan instalasi pengolahan air di Kabupaten Banjar, hingga menjadi engineer di laboratorium kualitas gas milik Gaz de France di Paris, Prancis.
Karier akademiknya di ULM dimulai pada 2002 sebagai dosen Fakultas Teknik.
Dari ruang kuliah dan laboratorium, ia membangun reputasi sebagai peneliti yang produktif.
Fokus risetnya meliputi teknologi membran, pengolahan limbah, desalinasi air, pengolahan air gambut, air rawa asin, hingga pemisahan gas metana.
Dedikasi dalam bidang penelitian juga mengantarkan Prof Muthia Elma menjadi salah satu ilmuwan perempuan paling produktif di ULM.
Pada 2021, ia ikukuhkan sebagai Guru Besar Bidang Ilmu Teknik Kimia.
Salah satu kontribusi terbesarnya adalah mendirikan Materials and Membranes Research Group (M2ReG), kelompok riset yang berfokus pada pengembangan material dan teknologi membran untuk pengolahan air dan limbah.
Dari laboratorium yang dibangunnya, lahir berbagai inovasi yang menjawab kebutuhan masyarakat dan industri, mulai dari teknologi pengolahan limbah sawit hingga sistem filtrasi air berbasis membran.
