Η Κρυσταλλία Χαλκιά γεννήθηκε στην Αθήνα. Σπούδασε Φυσική στο Πανεπιστήμιο της Θεσσαλονίκης και πραγματοποίησε μεταπτυχιακές σπουδές στο Πανεπιστήμιο του Σάσεξ στην Αγγλία, απ\' όπου πήρε το διδακτορικό της δίπλωμα στη Θεωρητική Πυρηνική Φυσική. Επιστρέφοντας στην Ελλάδα, η ενασχόλησή της με την εκπαίδευση την έκανε να στρέψει τα ερευνητικά ενδιαφέροντά της σε θέματα διδασκαλίας των Φυσικών Επιστημών και να αποκτήσει διδακτορικό δίπλωμα στη Διδακτική της Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Αθήνας. Εργάστηκε αρκετά χρόνια στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση, όπου δίδαξε μαθήματα των Φυσικών Επιστημών, καθώς και σε επιμορφωτικά κέντρα των εκπαιδευτικών της πρωτοβάθμιας και της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, όπου δίδαξε "Φυσική και Διδακτική των Φυσικών Επιστημών". Το 1999 εκλέχτηκε στο Παιδαγωγικό Τμήμα Δημοτικής Εκπαίδευσης του Πανεπιστημίου της Αθήνας, στο οποίο υπηρετεί σήμερα ως επίκουρη καθηγήτρια με κύριο αντικείμενό της τη Διδακτική των Φυσικών Επιστημών. Παράλληλα διδάσκει στο ΣΕΜΦΕ του ΕΜΠ το μάθημα "Διδακτική της Φυσικής" και είναι επιστημονική υπεύθυνη για τον Επιστημονικό Γραμματισμό στα Σχολεία Δεύτερης Ευκαιρίας.