Pieters studeerde levensmiddelentechnologie aan de Wageningen University and Research Centre (WUR). Haar promotieonderzoek over de interactie van 'gezond' cholesterol met de lever verrichtte zij in Leiden bij de vakgroep biofarmacie. Sinds 1993 is Pieters werkzaam bij het RIVM, eerst als toxicologisch onderzoeker en daarna in managementfuncties. In 2003 werd ze benoemd tot hoofd van het Centrum voor Stoffen en Integrale Risicoschatting (SIR). Van 2006 tot 2013 is Moniek Pieters directeur van de sector Volksgezondheid en Zorg (V&Z). Deze sector verwerft en integreert kennis tot producten zoals de Volksgezondheid Toekomst Verkenning, de Zorgbalans en de handreiking Gezonde Gemeente. Landelijke preventieprogramma's zoals de screening op borst- en baarmoederhalskanker, screeningen rondom de zwangerschap en gezond leven worden door V&Z geregisseerd.