该学者于2002年在安徽农业大学完成本科学习并获得学士学位，随后于2005年于同一所大学取得硕士学位，毕业后即留校进入安徽农业大学生命科学学院任职。为进一步深化专业研究，于2012年成功获得中国科学院授予的博士学位。在2015年至2016年期间，曾赴美国明尼苏达大学进行为期一年的学术访问与交流。目前，该学者在安徽农业大学生命科学学院担任教授职务，持续从事教学与科研工作。
该研究工作的核心领域聚焦于微生物与植物之间的相互作用关系，具体而言，是深入探究植物根际这一特殊微域中的微生物生态学。研究内容涵盖根际微生物群落的组成结构、功能特性、动态变化及其与植物健康、生长发育和逆境适应的复杂互作机制，致力于从微观生态层面阐释微生物如何影响植物生命活动并响应环境变化。
长期致力于微生物学领域的教学与科研工作，积累了丰富的项目经验，曾参与包括国家863计划、安徽省自然科学基金以及多项企业横向合作在内的各类科研项目，同时作为负责人主持了安徽省教育厅科研项目及安徽农业大学校长基金项目。目前主要研究方向为离子束生物技术，已在国内外学术期刊及学术会议上发表多篇学术论文，其中3篇被SCI数据库收录。在科研成果方面，已获得授权专利1项，省级科学技术成果认定1项，省级教学成果奖三等奖1项，并在“安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛”上荣获优秀论文奖。具体承担的科研与教学项目包括：2006年至2009年，主持安徽农业大学校长基金项目“螺旋藻外源基因载体的构建”；2007年至2010年，主持安徽省教育厅高校青年教师科研资助计划自然科学项目“丝状蓝藻外源基因载体构建及表达的研究”；2012年至2014年，主持安徽农业大学稳定和引进人才科研资助项目“原核微生物突变热点形成的分子机理”。此外，还参与了多项重要课题，例如2005年至2006年参加香港长江生命科技有限公司合作项目“田间长期使用生态肥的效果评价”；2006年至2008年参加安徽省科技厅项目“新型高效生物肥料技术研发”；2007年至2011年参加国家863计划项目“农产品生境控制与质量分子检测技术专题：降解持久性有机污染物毒死蜱基因工程菌的构建与高效表达技术”；2008年至2010年参加安徽省科技攻关项目“棚室胁迫蔬菜生产土壤环境中农药、重金属污染控制与修复技术”；2009年至2011年参加安徽省自然科学基金项目“凝集素介导PGPR菌株在小麦根部形成生物膜的结构”；2009年至2010年参加中国科学院等离子体所项目“餐厨废弃物能源化技术研究”；2010年至2012年参加安徽省科技厅项目“餐厨废弃物能源化处置成套技术开发”；2010年至2012年参加科技部科技型中小企业技术创新基金项目“餐厨废弃物能源化处置成套技术”；2012年至2014年参加安徽省青年科学基金项目“基于植物促生效应与诱导系统抗性潜能的菌株资源与功能研究”。在教学改革与建设方面，2010年至2011年主持了安徽农业大学多媒体教育软件研究项目“《食品生物技术Ⅱ》多媒体课件研制”；2012年至2014年主持安徽农业大学教学研究项目“微生物学课程PBL教学模式的探索”；并于2009年至2012年参与了省教育厅教学研究项目“高级微生物学精品课程建设（研究生）”。已发表的部分代表性科研论文包括：1. Yuanyuan Cao, Jianming Yao, Junli, Xiangsong Chen, Jinyong Wu. Breeding of high lipid producing strain of Geotrichum robustum by ion beam implantation. Electronic Journal of Biotechnology, 2010, vol. 13, no. 6. (SCI)；2. Jian Zhang, Jingyang Liu, Liyuan Meng, Zhongyou Ma, Xinyun Tang, Yuanyuan Cao and Leni Sun. Isolation and Characterization of Plant Growth-Promoting Rhizobacteria from Wheat Roots by Wheat Germ Agglutinin Labeled with Fluorescein Isothiocyanate. The Journal of Microbiology, 2012, 50(2):191-198 (SCI)；3. Xuhua Gan, Xinyun Tang, Chengying Shi, Benfan Wang, Yuanyuan Cao and Liangxia Zhao. Preparation and regeneration of spheroplasts from Arthrospira platensis (Spirulina). Journal of Applied Phycology. 2004, 16(6): 513-517 (SCI)；4. Beibei Zhu, Daosheng Wang, Yuanyuan Cao, Xinyun Tang, Rimao Hua and Taozhong Shi. Fast degradation of chlorpyrifos in soil by strain Cupriavidus taiwanensis X1 labeled with luxAB. Advanced Materials Research. 2012, 356-360: 2566-2570；5. Lili Tan, Liang Ren, Yuanyuan Cao, Xiaolin Chen, Xinyun Tang. Bacterial cellulose synthesis in Kombucha by Gluconacetobacter sp and Saccharomyces sp. Advanced Materials Research. 2012, 554-556: 1000-1003；6. 曹媛媛, 甘旭华, 赵良侠, 夏觅真, 刘广金, 唐欣昀. 紫外线和60Co-γ射线对钝顶节旋藻（Arthrospira platensis）的诱变效应. 激光生物学报. 2006,15(5):478-482；7. 曹媛媛, 李俊, 陈祥松, 吴金勇, 颜守保, 姚建铭. 餐厨废弃物资源化利用初探. “安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛”会议论文. 2010.1；8. 朱 雷, 常慧萍, 唐欣昀, 李坤阳, 曹媛媛. 几种酶活抑制剂对红曲霉色素合成的影响. 微生物学报. 2007,47(4):706-709；9. 齐飞飞, 夏觅真, 唐欣昀, 甘旭华, 常惠萍, 祝凌云, 曹媛媛. luxAB基因标记的K2116L菌株在棉花根际中的定殖. 生态学杂志. 2008, 27(2): 192-196；10. 张海生, 叶霁, 唐欣昀, 王芬, 曹媛媛, 张 明. 绿色荧光蛋白gfp基因在钝顶螺旋藻A9藻株中的表达. 激光生物学报. 2008, 17(1): 59-63；11. 汪本凡, 唐欣昀, 赵良侠, 曹媛媛, 甘旭华, 叶霁. 四种维生素对杜氏盐藻生长的影响. 水生生物学报. 2008，32(3): 400-402；12. 吕芳芳, 曹媛媛, 唐欣昀, 甘旭华. 培养方式对盐藻生长和积累β-胡萝卜素的影响. 工业微生物. 2009, 39(1): 37-41；13. 王芬, 叶霁, 曹媛媛, 张海生, 甘旭华, 唐欣昀. 钝顶螺旋藻表达载体p215t-spp的构建及转化. 激光生物学报. 2009,18(1): 12-16；14. 胡晓倩,唐欣昀,甘旭华,曹媛媛,叶霁.3种顿顶螺旋藻株胞内核酸酶活性效果研究. 生物学杂志. 2009，26(1): 19-22；15. 魏娟, 吕芳芳, 唐欣昀, 张海生, 曹媛媛, 赵良侠. 葡萄糖对杜氏盐藻3-磷酸甘油脱氢酶活性的影响. 广西植物. 2009, 29(4): 556-560。在专利成果方面，已获得授权发明专利一项，具体为：曹媛媛、姚建铭、李俊、王冬梅、翟志军、王海磊、王姗姗、严守保，一种利用餐厨废弃物生产微生物油脂的方法。
曹媛媛、李俊、陈祥松、吴金勇、颜守保与姚建铭等研究者曾共同对餐厨废弃物的资源化利用途径进行了初步探索。该研究成果于2010年1月在“安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛”上荣获优秀论文奖。此外，曹媛媛在教育教学领域也取得了多项成果：她于2008年获得省级教学成果三等奖；2012年，其制作的课件《微生物学》在安徽农业大学多媒体教育软件评选中获得三等奖；2016年，她以第一完成人身份获得校级教学成果一等奖，同时荣获安徽农业大学第九届教师教学竞赛团体三等奖，并被授予校级“最美教师”荣誉称号；2018年与2019年，她分别获评安徽农业大学生命科学学院及校级“优秀共产党员”；2020年，她在生命科学学院举办的教师教学基本功比赛中再获三等奖。至2024年，由她指导的学生团队凭借项目《“菌”济兴农,“凝”动未来——亲和性促生菌剂助力大豆产业发展》在第十四届全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛中表现突出，一举夺得全国一等奖和省级特等奖，并在中国国际大学生创新大赛(2024)中荣获国家级铜奖；曹媛媛本人也因此被评为该项赛事的“优秀指导老师”。