A család anyai és apai ága egyaránt híres tudósokkal, kutatókkal büszkélkedett. Antonia és testvére kicsi koruktól kezdve ismerkedtek a klasszikus irodalommal és a természettudománnyal. Mindhárman sikerrel - Antonia csillagász, Carlotta paleontológus, John-William orvosprofesszor lett.

Antonia a Vassaron 1887-ben kitüntetéssel végzett fizikából, csillagászatból és filozófiából. Ugyanakkor a The Miscellany-ban jelent meg cikke Hints of National Character in Language címmel. 

Az egyetem elvégzése után a Harvard obszervatóriumban kezdett dolgozni Edward Pickeringnél. Önálló ötletei voltak, 3 vagy 4 prizmát tett a Draper refraktor elé, és így tanulmányozta a fényes csillagokat, valamint új osztályozási rendszert dolgozott ki. Katalogizálási rendszerét elismeréssel fogadta a hazai és nemzetközi szakma, főnöke, Pickering kivételével, aki nem fogadta el és nem alkalmazta a módszert a Harvardon.

1943-ban a American Astronomical Society az Annie Jump Cannon díjat adományozta Antonia Maurynak.