Après avoir étudié l'histoire, les langues romanes, la philosophie et la pédagogie dans le cadre d'un cursus binational aux universités de Mayence et de Dijon, elle obtient son doctorat en 2011 suite à une thèse sur la politique culturelle française du Liban de la première moitié du XXe siècle. Esther Möller travaille ensuite comme collaboratrice scientifique à l'Institut Leibniz d'histoire européenne de Mayence, où elle dirige un projet de recherche sur l'histoire de l'aide humanitaire dans le monde arabe, grâce aux financements de la Deutsche Forschungsgemeinschaft et de la Gerda-Henkel-Stiftung. Dans le cadre de ce projet, elle a effectué un séjour de recherche prolongé au Caire en 2017 grâce à une bourse postdoctorale octroyée par l'Orient-Institute de Beyrouth. Par la suite, Esther Möller est habilitée en 2021 à l'université de Mayence suite à son travail sur le Croissant-Rouge égyptien durant la seconde moitié du XXe siècle. De 2020 à 2022, la chercheuse occupe la chaire d'histoire culturelle de l'Afrique du Nord à l'Université de la Bundeswehr de Munich, où elle participe notamment à la mise en place d'un cursus interdisciplinaire en sciences culturelles. Enfin, elle occupe durant l'année universitaire 2022-2023 le poste de professeur à la chaire Alfred Grosser de Sciences Po, chaire financée par la fondation Fritz Thyssen.