Bez studiów opanowała matematykę. Jej książki czytano na uczelniach

Mary Fairfax dorastała w Szkocji, w rodzinie, która nie planowała dla córki poważnych studiów naukowych. Uczono ją przede wszystkim umiejętności odpowiednich dla młodej damy. Sama zainteresowała się jednak geometrią i algebrą, a potrzebne książki zdobywała dzięki pomocy znajomych.

W 1807 roku, po śmierci pierwszego męża, mogła swobodniej poświęcić się nauce. Czytała dzieła Newtona i francuskich matematyków, korespondowała z uczonymi oraz samodzielnie rozwiązywała zadania. W 1811 roku zdobyła srebrny medal za rozwiązanie problemu ogłoszonego w czasopiśmie matematycznym.

Rok później wyszła za lekarza Williama Somerville’a, który wspierał jej zainteresowania. Pomagał zdobywać publikacje naukowe, przepisywał rękopisy i uczestniczył w przygotowaniach wydawniczych.

Dzięki ich wspólnym kontaktom Mary poznała m.in. Johna Herschela, Charlesa Babbage’a oraz Pierre’a-Simona Laplace’a.

W 1827 roku Henry Brougham zaproponował Somerville przygotowanie angielskiej wersji "Mécanique céleste" Laplace’a. Projekt powstawał z myślą o Society for the Diffusion of Useful Knowledge, stowarzyszeniu zajmującym się popularyzowaniem wiedzy. Francuski uczony przedstawił w swoim dziele zaawansowany matematyczny opis ruchu ciał niebieskich.

Przekładając tekst, Somerville szybko dostrzegła, jak wiele jego fragmentów wymaga dodatkowego wyjaśnienia. Zamiast pozostawić czytelnika sam na sam z trudnymi rachunkami, rozwijała kolejne etapy rozumowania i dopisywała własne objaśnienia.

Przygotowała także rysunki oraz obszerne wprowadzenie do omawianej teorii i jej historii.

Praca rozrosła się znacznie ponad pierwotne zamówienie. Nie pasowała już do formatu publikacji planowanej przez stowarzyszenie. John Herschel doradził autorce znalezienie innego wydawcy, a zadania podjął się John Murray.

W 1831 roku ukazała się książka "The Mechanism of the Heavens". Pozostała wymagającą lekturą, przeznaczoną dla osób znających matematykę, ale dzięki wyjaśnieniom Somerville łatwiej było prześledzić rozumowanie Laplace’a.

Po sukcesie pierwszej książki Somerville przygotowała kolejną, skierowaną do znacznie szerszego grona odbiorców. "On the Connexion of the Physical Sciences", wydana w 1834 roku, przedstawiała osiągnięcia astronomii, optyki, badań nad ciepłem, elektrycznością, magnetyzmem i materią.

Autorka chciała pokazać, jak odkrycia z jednej dziedziny pomagają wyjaśniać zjawiska badane przez innych uczonych. Zamiast omawiać każdą gałąź fizyki w oderwaniu od pozostałych, szukała między nimi zależności.

Zmieniła też sposób pisania. Nadal posługiwała się fachową terminologią, lecz większość wzorów matematycznych przeniosła do przypisów. Czytelnik mógł dzięki temu śledzić główny wywód bez konieczności analizowania wszystkich obliczeń.

Z książki mogły korzystać również wykształcone kobiety, których dostęp do formalnej edukacji naukowej pozostawał ograniczony.

Somerville utrzymywała kontakt z badaczami i śledziła najnowsze publikacje. Gdy uczeni różnili się w interpretacji zjawisk, przedstawiała istniejące stanowiska, nie udając, że spór został rozstrzygnięty. W kolejnych wydaniach uzupełniała książkę o nowe odkrycia.

Publikacje zapewniły Somerville wysoką pozycję w środowisku naukowym. Członkowie londyńskiego Royal Society złożyli się na jej popiersie, które wykonał rzeźbiarz Francis Chantrey. Nie mogła jednak zostać członkinią samego towarzystwa, ponieważ obowiązujące wówczas zasady wykluczały kobiety.

Inaczej postąpiło Royal Astronomical Society. W 1835 roku przyjęło Mary Somerville i astronomkę Caroline Herschel do grona członkiń honorowych. Wyróżnienie pochodziło od innej instytucji niż ta, której członkowie ufundowali jej popiersie.

Somerville wspierała również zainteresowania matematyczne Ady Lovelace, zachęcając ją do dalszej nauki. Sama nie zamierzała ograniczać się do astronomii i fizyki. Z czasem zajęła się geografią fizyczną, gromadząc wiadomości o lądach, morzach, atmosferze oraz rozmieszczeniu roślin i zwierząt.

W 1848 roku opublikowała "Physical Geography". Książka stała się jej największym sukcesem wydawniczym. Korzystano z niej w szkołach i na uczelniach jeszcze na początku XX wieku.