Cécile Moucheron s’intéresse depuis toujours aux molécules organiques et à leur implication en chimie supramoléculaire et en chimie médicinale. Sa thèse de doctorat, présentée en 1992 à l’Université Libre de Bruxelles, porte sur la synthèse de ligands polyazaaromatiques exploitables et exploités dans la synthèse de complexes de coordination. Au cours de sa thèse, Cécile Moucheron effectue un séjour de recherche dans le laboratoire de chimie organo-minérale de Jean-Pierre Sauvage à Strasbourg, et développe ainsi ses compétences en chimie supramoléculaire. Après sa thèse, elle se rend à l’Université Joseph Fourier de Grenoble pour y travailler, dans le Laboratoire d’Etudes Dynamiques et Structurales de la Sélectivité dirigé par Jean Lhomme, sur la synthèse de dérivés de quinoléines et d’acridines. Cécile Moucheron est engagée définitivement à l’Université Libre de Bruxelles en 1998 et y est promue chargée de cours en 2003, puis professeure en 2008. Elle y dispense plusieurs enseignements de chimie organique, de chimie aromatique, de photochimie et de didactique de la chimie.
Auteure de 70 publications dans des journaux internationaux, de 3 chapitres de livres et d’un brevet, elle a présenté 34 conférences dans centres de recherches ou lors de congrès, ainsi que 107 communications par affiche. Directrice du Laboratoire de Chimie Organique et Photochimie depuis 2011, elle dirige et a dirigé 24 thèses de doctorat et 51 mémoires ou TFE. Cécile Moucheron a organisé 40 congrès ou colloques nationaux et internationaux, parmi lesquels le plus récent: Vice-Chair du “European Society of Photobiology Congress 2013”, Liège, septembre 2013 (250 participants).
Membre de nombreux jurys de thèse, évaluatrice de projets de recherche internationaux et présidente d’un groupe de contact du Fonds National de La Recherche Scientifique, Cécile Moucheron s’intéresse aussi beaucoup à l’enseignement, à la didactique et à la diffusion des sciences. Les divers prix qui lui ont été attribués illustrent cette double facette: Prix Fleurice Mercier, attribué à l'étudiant(e) de 1e Candidature de la Faculté des Sciences (toutes sections confondues) ayant obtenu la moyenne la plus élevée, Prix A.Sc.Br., Association des Agrégés, Docteurs et Licenciés de la Faculté des Sciences, attribué à un Mémoire de Licence de haute valeur scientifique et possédant une ouverture sur le monde extérieur, 1988, Prix Jean Stas attribué par l’ Académie Royale des Sciences de Belgique pour la haute qualité de sa thèse de doctorat, 1992, Prix Cepulb, Prix de Diffusion scientifique récompensant l’organisation de trois expositions en 1999, portant sur la Chimie sans les yeux, la chimie pour les enfants et la chimie dans la maison. Elle reçoit en 2009 le Prix Socrate de pédagogie, attribué en raison “de la qualité exceptionnelle de ses enseignements et de son investissement personnel dans ce qui relève de la didactique”.
A côté de ses activités d’enseignement et de recherche, Cécile Moucheron prend une part importante dans l’organisation de la vie de son université: elle est ainsi Conseillère du Recteur pour les Relations avec l’enseignement hors université (enseignement secondaire et hautes écoles), Conseillère du Recteur pour la formation continue et, enfin, Présidente du Département de chimie