Docteur ès lettres en linguistique, Nina Catach a fondé au CNRS en 1962 un groupe de recherche sur l'histoire et la structure de l'orthographe (HESO), domaine auquel elle a consacré toute sa carrière. Elle a également fondé l’Association pour l'information et la recherche sur les orthographes et les systèmes d'écriture (AIROÉ).
Elle a publié notamment chez NathanL'orthographe française (1980), Orthographe et lexicographie (1981), Les Listes orthographiques de base du français (1984), et chez Larousse un Dictionnaire historique de l'orthographe française (1994), fruit de trente années de recherche avec son équipe et ayant pour objet d'indiquer les variations de la graphie des mots depuis le XVIe siècle dans les dictionnaires et non chez les auteurs[2]. Elle a fait paraître également chez Plon Les Délires de l'orthographe (1989), ainsi que deux volumes de la collection Que sais-je ? éditée par les PUF : L'Orthographe (1978) et La Ponctuation (1994).
Nina Catach a toujours défendu une conception profondément humaniste de la langue, refusant que l'orthographe soit un sujet de discrimination et d'échec scolaire et souhaitant que la langue reste accessible à tous. L’ensemble de ses travaux est largement répandu dans toute la francophonie et reste une référence en matière d'enseignement du français.
Variations sur l'orthographe et les systèmes d'écriture: mélanges en hommage à Nina Catach, articles réunis par Claude Gruaz et Renée Honvault, collection Lexica, no 8, Paris, Champion, 2001 (ISBN2-7453-0574-3) — Bibliographie complète des travaux de N. Catach aux p. 387-398
L'orthographe française à l'époque de la Renaissance : auteurs, imprimeurs, ateliers d'imprimerie, collection « Publications romanes et françaises », no 101, Genève, Droz, 1968
L'orthographe, collection Que sais-je ?, no 685, Paris, PUF (1re éd. : 1978)
L'orthographe française: traité théorique et pratique avec des travaux d'application et leurs corrigés, avec la collab. de Claude Gruaz et Daniel Duprez, collection Nathan Université, Paris, Nathan (1re éd. : 1980)
Orthographe et lexicographie : les mots composés, avec la collab. de Jeanne Golfand et Roger Denux, collection Nathan Université, Paris, Nathan, 1981 (ISBN2-09-190512-7)
La phonétisation automatique du français : les ambiguïtés de la langue écrite, avec la collab. de V. Meissonnier et F. Jejcic, Paris, Éd. du Centre national de la recherche scientifique, 1984 (ISBN2-222-03523-6)
Les Listes orthographiques de base du français (LOB) : les mots les plus fréquents et leurs formes fléchies les plus fréquentes, avec la collab. de Fabrice Jejcic et l'équipe H.E.S.O., collection Nathan Recherche, Paris, Nathan, 1984 (ISBN 2-09-190505-1) édité erroné (BNF34777112)
Pour une théorie de la langue écrite : actes de la table ronde internationale C.N.R.S.-H.E.S.O., Paris, 23-, éd. par Nina Catach, Paris, Éd. du Centre national de la recherche scientifique, 1988 (ISBN2-222-04220-8)
L'orthographe en débat : dossiers pour un changement : avec la liste complète des mots rectifiés, collection Fac Linguistique, Paris, Nathan, 1991 (ISBN2-09-190762-6)
La ponctuation : histoire et système, collection Que sais-je ?, no 2818, Paris, PUF (1re éd. : 1994)
Dictionnaire historique de l'orthographe française, sous la dir. de Nina Catach, collection Trésors du français, Paris, Larousse, 1994 (ISBN2-03-340330-0)
Histoire de l'orthographe française, éd. posthume réalisée par Renée Honvault, avec la collab. de Irène Rosier-Catach, collection Lexica, no 9, Paris, Champion, 2001 (ISBN978-2-7453-0575-6)
VARLEX : variation lexicale et évolution graphique du français actuel (dictionnaires récents, 1989-1997), avec la collab. de J.-C. Rejejkow, Paris, Conseil international de la langue française, 2001 (ISBN2-85319-282-2)