Nicole Vilmer est astrophysicienne, spécialisée en physique solaire et météorologie de l’espace, directrice de recherche émérite au CNRS. Elle travaille au Laboratoire d’Etudes Spatiales et d’instrumentation en Astrophysique de Meudon (LESIA - Observatoire de Paris - PSL/CNRS/Sorbonne Universités/Université Paris Diderot).

Nicole Vilmer est entrée au CNRS en 1985 avant d’être promue  directrice de recherches il y a une quinzaine d’années. Sa thèse, soutenue à l’Université Paris VII et préparée à l’Observatoire de Paris concernait l’étude des éruptions solaires, la production d’électrons énergétiques associés et leur détection via le rayonnement X et radio qu’ils produisent dans l’atmosphère du soleil.
Depuis, elle s’intéresse à tous les aspects de l’activité solaire, y compris son influence sur l’environnement magnétisé terrestre dans le cadre de la météorologie de l’espace, discipline en fort développement. Elle utilise de nombreuses observations du soleil et de son activité, effectuées à bord de satellites et travaille en collaboration avec de nombreuses équipes européennes et des équipes américaines à l’Université de Berkeley et à la NASA.

Au quotidien, Nicole Vilmer analyse, puis interprète avec ses collègues, post-doctorants, et doctorants les données de ces missions satellitaires mais aussi les émissions radio solaires recueillies entre autres à la station de radioastronomie de Nançay. Elle a aussi pris des responsabilités administratives (responsabilité d’équipes, présidence de conseil scientifique, membre de comité de recrutement, etc.) en France et dans les associations internationales comme  l’Union Astronomique Internationale ou le Committee on Space Research. Elle est très impliquée actuellement dans l'exploitation de  la mission Solar Orbiter, un satellite européen d’observation du soleil et de l’héliosphère lancé en 2020.. Nicole Vilmer a attendu ce moment avec impatience car cela fait plus de 20 ans qu’elle a assisté aux premières réunions de définition de cette mission !
Très sensible aux questions que se posent les femmes tout au long de leur carrière tant professionnellement que personnellement, Nicole Vilmer s’est engagée depuis une vingtaine d'années ans avec l’association «Femmes et Sciences» pour promouvoir l’image des sciences auprès des jeunes femmes et les femmes dans le monde scientifique. Elle a ainsi participé à plusieurs tables rondes, forums dans les lycées et s’investit actuellement dans les actions de mentorat en Ile-de-France de cette association avec l’Université Paris-Saclay et l'Université PSL (Paris Sciences Lettres).