Η Ναταλία Πούλου-Παπαδημητρίου εξελέγη τον Ιανουάριο του 2003 λέκτορας της Φιλοσοφικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης στο Τμήμα Ιστορίας-Αρχαιολογίας. Πτυχιούχος του Τμήματος Ιστορίας-Αρχαιολογίας της Φιλοσοφικής Σχολής του Πανεπιστημίου Αθηνών, συνέχισε τις σπουδές της με υποτροφία του Ιδρύματος Ωνάση στο Παρίσι στο Πανεπιστήμιο Paris I-Pantheon Sorbonne. Κάτοχος του μεταπτυχιακού τίτλου D.E.A., εκπόνησε διδακτορική διατριβή με θέμα "Παλαιοχριστιανική Σάμος: η προσφορά του αρχαιολογικού υλικού" και αναγορεύθηκε διδάκτωρ του ίδιου πανεπιστημίου. Από το 1987 έχει συμμετάσχει σε πολλές ανασκαφικές έρευνες στην Κρήτη και την Πελοπόννησο, των οποίων τα πορίσματα έχει ανακοινώσει σε διεθνή συνέδρια. Το έτος 1993-94, ως υπότροφος της γαλλικής κυβερνήσεως, συμμετέσχε σε ερευνητικά προγράμματα του College de France. Πολλές μελέτες της, σχετικές με τη βυζαντινή κεραμική, γλυπτική και μικροτεχνία έχουν δημοσιευθεί σε ελληνικά και διεθνή περιοδικά.