Núria Llorens Moreno es va llicenciar en història de l’art i en filosofia a la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), i es va doctorar en història de l’art per la mateixa Universitat (1997). És professora agregada del Departament d’Art de la Universitat Autònoma de Barcelona des del 2009, on exerceix de professora des del 1991, i imparteix docència d’assignatures com ara teoria de l’art, història de l’art: objecte i fonaments, art i pensament i teories artístiques contemporànies. Ha estat secretària acadèmica del Departament d’Art de la UAB (juny 2005 - juny 2010). És coordinadora del Màster Oficial en Anàlisi i Gestió del Patrimoni Artístic del Departament d’Art i Musicologia de la UAB des del curs 2013-2014. També és professora del mòdul d'arts escèniques i altres arts en el Màster Universitari en Estudis Teatrals de la UAB, la Universitat Pompeu Fabra i l’Institut del Teatre. Ha comptat amb dos ajuts de la Comissió Interdepartamental de Recerca i Innovació Tecnològica (CIRIT) i ha estat becària Batista i Roca de la Direcció General de Recerca de la Generalitat de Catalunya per a realitzar estades de recerca a l’estranger, com ara Londres, a la biblioteca de l’Institut Warburg, la Biblioteca Britànica, la biblioteca del Senat de la Universitat de Londres, la biblioteca de l’Institut d’Art Courtauld i l’Oficina de Registre Públic de Londres. És membre del consell de redacció de la revista Locus Amoenus. Ha participat en diversos projectes de recerca i actualment forma part de l’equip investigador del projecte de recerca i desenvolupament, com ara Arte, oficio y mercado. La condición del artista en Cataluña y Balerares durante los siglos xv al xviii (HAR2015-66465-C2-2-P). També ha presentat conferències i comunicacions a diversos congressos i simposis internacionals a Rio de Janeiro (Brasil), Ljubljana (Eslovènia), Montpeller (Occitània), Barcelona i Olot.

Com a investigadora, ha desenvolupat la trajectòria en l’àmbit de la teoria i de la història de l’art, en el qual ha dut a terme diversos estudis sobre temes i autors relacionats amb l’art i les idees artístiques modernes i contemporànies, tant en l’àmbit europeu com en l’espanyol o català. En aquest sentit, entre les primeres publicacions, destaquen dos extensos articles dedicats a l’obra del filòsof il·lustrat anglès del segle xviii, Anthony Ashley Cooper, tercer comte de Shaftesbury: Shaftesbury y el modelo clásico (2002) i Naturaleza y paisaje en la estética de Shaftesbury (2006). La temàtica d’aquest darrer article correspon a un camp —el de la història del pensament i de l’art del paisatge— que ha continuat explorant en les publicacions posteriors i que, d’una banda, li ha permès eixamplar l’arc temporal de la seva recerca i, de l’altra, li ha donat l’oportunitat d’abordar temàtiques de naturalesa molt variada, i de compaginar l’estudi de qüestions de caràcter teòric, filosòfic o cultural, amb el de matèries pròpiament artístiques o tècniques. Així, en diversos articles o capítols de llibre ha estudiat la pintura i el dibuix de paisatge d’artistes del segle xvii, com ara l’italià Salvator Rosa a Las melancolías de Salvator Rosa (2011), del segle xviii, com ara el pintor i teòric anglès Alexander Cozens, a Alexander Cozens and the art of inventing landscapes (article en vies de publicació), o del segle xix, com ara els dibuixants francesos de l’equip d’Alexandre de Laborde a Las escenas de paisaje en el «Viaje a España» de Alexandre de Laborde (2007). En aquesta mateixa línia, actualment es troba en una fase molt avançada de la recerca a l’entorn de l’àlbum de vistes de la muntanya de Montserrat que Pere Pau Muntanya i Placeta va realitzar l’any 1789, juntament amb l’arquitecte i matemàtic Francesc Renart i Closas.
  D’altra banda, sense abandonar del tot els afers paisatgístics, darrerament ha publicat una anàlisi amb profunditat del cicle de frescos que Joaquim Torres-García va pintar per a decorar el Saló de Sant Jordi del Palau de la Generalitat, amb el títol «Busquem l’etern en lo nostre. Torres-García i la decoració del Saló de Sant Jordi», a Marià Carbonell i Buades (dir.), El Palau de la Generalitat. Art i arquitectura, vol. ii (2015).
  Per últim, l’interès per la historiografia i la metodologia de la història de l’art té un pes important en la seva recerca i sobretot en la docència; convençuda que la innovació docent rau, en gran manera, en el coneixement crític de la disciplina mateixa. Dins aquest camp, ha publicat «Qu’est-ce que “le primitif”? Gombrich y La preferencia por lo primitivo» (Locus Amoenus, Bellaterra, 2004).