Maria begnügte sich jedoch nicht damit, die Insekten einfach nur aufzuziehen, sondern zeichnete detaillierte Beobachtungen auf und zeichnete den Lebenszyklus der Tiere. Gelegentlich, so bemerkte sie, schlüpften aus der Puppe, aus der sie einen wunderschönen Schmetterling erwartete, Fliegen oder Wespen. Man geht davon aus, dass dies die früheste wissenschaftliche Beobachtung von Insektenparasitismus sein könnte – Jahrhunderte bevor die Entomologie zu einem eigenständigen Wissenschaftsgebiet wurde. Damals vertraten die meisten die Theorie der „Spontanzeugung“, die besagte, dass Insekten einfach „spontan“ aus Schlamm, Abfall und Pflanzenmaterial geboren würden. Ihre Beobachtungen waren die ersten, die den Prozess dokumentierten, den wir heute als Metamorphose kennen.
Die meiste Zeit ihres Lebens führte Maria ein für die Verhältnisse des 17. Jahrhunderts recht durchschnittliches Leben. Mit 18 heiratete sie und bekam zwei Töchter. Sie zog mit ihrem Mann nach Nürnberg, wo sie ein eigenes Mal- und Druckatelier eröffneten. Ihre Ehe endete unglücklich, und nach Jahren der Entfremdung von ihrem Mann reichte Maria die Scheidung aus religiösen Gründen ein. 1691 reiste sie in die Niederlande und eröffnete mit Hilfe ihrer Töchter ihr eigenes Atelier in Amsterdam – einer Stadt mit für die damalige Zeit relativ fortschrittlichen Gesetzen. Hier arbeiteten sie und ihre Töchter unabhängig voneinander, malten, stellten Pigmente und Proben für die wachsende Sammlergemeinde der Stadt her.
Während ihrer Zeit in Amsterdam plante Merian die Reise, die später ihren Ruf als Mutter der Metamorphose festigte. Die Stadt war ein Zentrum für Handel und Kultur und gewährte Maria vor allem Zugang zu einigen der weltweit besten Sammlungen naturhistorischer Exponate. Im Austausch mit Wissenschaftlern, Botanikern und Intellektuellen Amsterdams begann sie, ihre eigene bedeutsame Reise zu planen.
Die niederländische Kolonie Suriname in Südamerika war für ihre exotischen Insekten berühmt, und in den Jahren zuvor war Merian von Schmetterlingsexemplaren aus den Kolonien fasziniert gewesen. Trotz zahlreicher Warnungen – von der Missachtung gesellschaftlicher Normen über die Gefahren einer transatlantischen Reise bis hin zu den weiteren Gefahren, die ihr und ihrer Tochter am Zielort drohen könnten – verfolgte sie ihre Pläne weiter, verkaufte 255 ihrer eigenen Gemälde und nutzte geschickt ihre einflussreichen Kontakte, um zusätzliche Gelder von der niederländischen Regierung für die Expedition zu beschaffen.