Η Μαρία Κασελίμη φοίτησε στη Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου (ΕΜΠ) στο διάστημα 2010-2015. Έλαβε μεταπτυχιακό δίπλωμα από το Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών στη Γεωπληροφορική του ΕΜΠ το 2017. Κατά το διάστημα 2017–2021, εκπόνησε τη διδακτορική της διατριβή στο ΕΜΠ ως υπότροφος του Ιδρύματος Κρατικών Υποτροφιών (ΙΚΥ), με αντικείμενο την ανάπτυξη καινοτόμων μεθόδων μηχανικής μάθησης για τη μοντελοποίηση και ανάλυση γεωχωρικών σημάτων στο πεδίο της γεωπληροφορικής. Η διδακτορική της διατριβή έχει τιμηθεί με το Διεθνές Επιστημονικό Βραβείο του Ιδρύματος Δημήτρης Ν. Χωραφάς. Στη συνέχεια, πραγματοποίησε μεταδιδακτορική έρευνα στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο και στο Πανεπιστήμιο της Μάλτας. Επίσης εχει εργαστεί ως εντεταλμένη διδάσκουσα στο Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής. Το 2025 εξελέγη Εντεταλμένη Ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Διαστημικών Εφαρμογών και Τηλεπισκόπησης του ΕΑΑ.

Τα ερευνητικά της ενδιαφέροντα επικεντρώνονται στη μηχανική μάθηση, την επεξεργασία σήματος, τη γεωπληροφορική, την τεχνητή νοημοσύνη σε δορυφορικές εφαρμογές, καθώς και στη μελέτη του γήινου περιβάλλοντος μέσω πολυτροπικών και πολυαισθητήριων δεδομένων.