Maria Neira é licenciada em Medicina e Cirurgia pela Universidade de Oviedo com especialização em Endocrinologia e Doenças Metabólicas pela Université René Déscartes, em Paris. De seguida, obteve um mestrado em Saúde Pública pela Université Pierre et Marie Curie, em Paris, um Diploma Universitário em Nutrição Humana e, por fim, um Diploma Internacional em Preparação para Emergências e Gestão de Crises pela Universidade de Genebra, na Suíça. 

Maria Neira começou como Coordenadora Médica do Médecins sans Frontières em campos de refugiados em El Salvador e Honduras durante o conflito armado. De seguida, durante um período de cinco anos, ganhou ampla experiência de campo como Assessora de Saúde Pública no Ministério da Saúde de Moçambique e em Kigali, Ruanda, onde atuou como Assessora de Saúde Pública/Médica do Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD). 

Desde 1993 que trabalha para a Organização Mundial da Saúde (OMS), tendo tido como primeira função a de Coordenadora da Força-Tarefa Global de Controle da Cólera. Em 1999, foi nomeada Diretora do Departamento de Controle, Prevenção e Erradicação e, entre 2002 e 2005, foi Vice-Ministra da Saúde e Assuntos do Consumidor na Espanha e Presidente da Agência Espanhola de Segurança Alimentar e Nutrição. Desde 2005, Maria Neira é Diretora do Departamento de Saúde Pública e Meio Ambiente da OMS. 

Entre outras distinções, Maria Neira recebeu a Médaille de l'Ordre du Mérite National do Governo da França, o Prémio Estratégia Nacional de Nutrição da Espanha, o Prémio Mujer Extraordinaria concedido pela Rainha Letizia da Espanha, e atualmente é membro da Real Academia de Medicina das Astúrias.