马蔼乃是在沈阳第二高中度过她的高中生活的。整个
高中阶段，她一直是全五分学生。高考报志愿前，老师、家长都十分关注她的选择：班主任说应该学哲学，爷爷说应当学数学，母亲说要学物理，父亲说应当学
无线电……出主意的人很多。但是喜爱挑战的她选择了地理学。
1955年，马蔼乃考入北大地理系。毕业后留校任教。1960年开始进行水文与地貌的跨学科研究；1975年开始研究遥感信息，进行数学、物理、地理的跨学科研究；1990年开始研究人地系统，进行自然科学与社会科学的跨学科研究。
马蔼乃在二十世纪四十～五十年代的研究中吸收了当时生物科学与地理学结合的生态学，六十～七十年代吸收了
化学、物理学与地理学结合产生的
环境科学，八十～九十年代则吸收了航天、
计算机与
地球科学相结合的地理信息系统；此外，她还吸收了社会与
人文科学概论中的理论来研究可持续发展，同时与技术、工程相结合以发展地理技术和地理工程。
二十世纪六十年代从事地貌学和水文学跨学科研究与教学至八十年代从事
地理科学、物理科学和
计算机科学的跨学科研究与教学。
马蔼乃培养硕士、博士、博士后四十余人。其研究成果曾获国家教委科技进步
二等奖、水利部科技进步
一等奖、科技科技进步二等奖。
1984年7月，马蔼乃编著的《遥感概论》由科学出版社出版发行。该书是马蔼乃教授自1976年以来，在全国多次培训
遥感人才中积累的教材内容，该书较系统地论述了遥感技术成像原理与遥感信息解译原理。是我国遥感领域早期较有影响的著作，被多所高校和短期培训班选为教材使用。在1997年该课程开课二十周年之际，被评为北京市教学成果二等奖。现仍是大学生、研究生和博士生入学考试的主要参考资料。
自1988年起，马蔼乃先后荣获国家教委科技进步
二等奖、水利部科技进步
一等奖、国家科技进步二等奖、北京市科技进步二等奖、北京市教育成果二等奖等多种奖项。参加国际会议十余次，发表中英文论文九十余篇。
马蔼乃的其它著作有遥感信息模型与地理数学、
地理科学与地理信息科学论、河流动力地貌学、
长江地区可持续发展总论、地理科学与地理信息科学论、中国泥石流研究、Outer Space,
地球, Man, and
计算机 Information Integration Network System，
论地理科学的发展等九十多部著作和文章，参加编著十余部。2005年出版了《地理科学导论——自然科学与社会科学的“桥梁科学”》。