Mar Orzáez dirige el Grupo de Química de Péptidos y Proteínas del Programa de Terapias Avanzadas del Centro de Investigación Príncipe Felipe y es profesora asociada del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Valencia. Estudió Biología y se doctoró en la Universidad de Valencia en el año 2003, año en el que se incorporó al Grupo Química de Péptidos y Proteínas que dirige desde 2013. Su carrera como investigadora se ha centrado en el descubrimiento de nuevos fármacos, moduladores de interacciones proteína-proteína implicadas en las rutas de muerte celular e inflamación con el objetivo de restablecer el equilibrio en situaciones patológicas como el cáncer, enfermedades inflamatorias o neurodegenerativas.
Ha participado en más de 60 artículos en revistas indexadas en el JCR (total impact factor: 313,47; mean impact factor: 4,87). Ha sido editora de 1 libro y autora de 7 patentes. Ha supervisado cuatro tesis doctorales, todas ellas calificadas con la calificación más alta y actualmente participa en la dirección de otras cinco.
Ha sido investigadora principal de 3 proyectos nacionales y participa en diversos proyectos internacionales. Es investigadora del programa Prometeo para grupos de investigación de excelencia y miembro de la red estratégica española ES-OpenScreen y de la infraestructura de screening europea EU-OpenScreen.