Nathalie Kremer est Maître de conférence à l'Université Sorbonne Nouvelle – Paris 3, où elle enseigne la littérature des XVIIe et XVIIIe siècles, la théorie esthétique ainsi que la théorie littéraire générale.
De nationalité Belge, elle a fait sa thèse de doctorat à l'Université de Louvain (K.U. Leuven), où elle a mis en place sa double spécialité sur le roman du XVIIIe siècle et sur la théorie esthétique classique. L'ouvrage issu de la thèse, Vraisemblance et représentation au XVIIIe siècle, a paru chez Champion en 2011.
Dans le domaine de la poétique et de l'esthétique classiques, elle a publié les essais Préliminaires à la théorie esthétique du XVIIIe siècle (Kimé, 2008) et Diderot devant Kandinsky : pour une lecture anachronique de la critique d'art (Passage d'encres, 2013 – rééd. 2015), dont on peut lire un extrait dans l'Atelier de théorie littéraire. Elle a aussi dirigé l'ouvrage collectif Le Génie créateur à l'aube de la modernité (1750-1850) paru dans la Revue des Sciences humaines (2011), et dirigé avec Ralph Dekoninck et Agnès Guiderdoni le volume Aux Limites de l'imitation: l'Ut pictura poesis à l'épreuve de la matière aux XVIIe et XVIIIe siècles (Rodopi, 2009). Elle prépare en ce moment une édition de l'Essai sur l'imitation de Quatremère de Quincy (1823) pour les éditions Classiques Garnier.
Ses recherches sur le roman du XVIIIe siècle ont donné lieu à la publication du livre Le Roman véritable : stratégies préfacielles au XVIIIe siècle (Voltaire Foundation, 2008), écrit avec Jan Herman et Mladen Kozul, ainsi que plusieurs volumes collectifs dont Une Expérience de la limite en littérature : le genre et l'ambition anthropologique au XVIIIe siècle (éd. avec Alexandre Duquaire et Antoine Eche, Peeters, 2005) et récemment Imposture et fiction dans les récits d'Ancien Régime (édité avec Jean-Paul Sermain et Yen-Mai Tran Gervat, Hermann, 2016). Elle prépare actuellement un livre sur Les tableaux-fantômes de la littérature.