Profesora y directora del One Health Center of Excellence de la Universidad de Florida. Ha dedicado su trayectoria profesional al estudio de las infecciones virales de origen zoonótico que pueden transmitirse a los humanos, muchas de las cuales tienen impacto en una cuestión primordial como es la seguridad alimentaria. En el punto más alto de la expansión del virus H5N1 de la gripe aviar, en 2006, Capua inició un debate científico global sobre el uso compartido de datos con la publicación de la secuencia genética de una variante africana del virus en una base de datos pública de acceso abierto. Esto ha supuesto un cambio de paradigma hacia el uso compartido en tiempo real de la información genética sobre virus potencialmente pandémicos para la lucha contra las amenazas sanitarias emergentes como la gripe, el ébola, el zika y los coronavirus.

Actualmente, Capua dirige el programa de salud circular de la Universidad de Florida, orientado al progreso conjunto de la salud humana, de los animales, plantas y medio ambiente, entendidos como sistema único mediante el aprovechamiento de los datos masivos. Como ponente principal en eventos internacionales, Capua es especialmente activa en la tarea de comunicar conocimiento científico a públicos no expertos y en la de defender la presencia de las mujeres en el ámbito STEM (ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, por sus siglas en inglés).

En 2021, Ilaria Capua recibió el Premio Europeo de Ciencia Hipatia que otorga el Ayuntamiento de Barcelona junto a la Academia Europaea - Barcelona Knowledge Hub.