Наталія Мелікян (Тер-Меліксетян) народилася 20 травня 1906 року у великому вірменському селі Муршудалі Сурмалінського повіту Єреванської губернії. Два роки навчалася в початковій школі Игдира. Врятувавшись від Геноциду вірмен, в 1918 році родина Мелікян знаходить притулок в Єревані.[2]
Наталія Мелікян у 1926 році закінчила школу імені Олександра М'ясникова в Єревані та два роки працювала вчителькою початкової школи, в Разданському районі.
В 1928—1931 роках Мелікян знову навчалася — на педагогічному факультеті Єреванського державного університету. Після закінчення університету вона вступила до аспірантури на кафедру анатомії і фізіології рослин і в 1933 році починає проводити свої дослідження на кафедрі фізіології рослин факультеті біології Московського державного університету під керівництвом професора Дмитра Сабініна.
У 1934 році після повернення до Єревану Наталія Мелікян почала працювати в Єреванському державному університеті, на кафедрі анатомії і фізіології рослин новоствореного факультету біології асистенткою професора Акіма Беделяна, а пізніше як завідувачка лабораторією.
У 1939 році в Ленінградському університеті під керівництвом завідувача кафедри Фізіології рослин професора Сергія Львова, Наталія Мелікян захистила дисертацію на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за темою «Вивчення олії льону-кудряша в умовах Вірменії». У 1940 році отримала вчене звання доцента. Вела курс анатомії і фізіології рослин. У ті роки Мелікян разом з біологом Олександром Араратяном займалася дослідженням дикорослих жиромасличных рослин Вірменії, в цілях промислового застосування. Друга світова війна перервала всі плани. У 1942 році на війні загинув чоловік Н. Мелікян (Керч, травень 1942).
З 1962 по 1977 роки Наталія Мелікян керувала кафедрою анатомії і фізіології рослин Єреванського державного університету, а пізніше, з 1977 по 1985 роки працювала професором-консультантом кафедри. З 1962 по 1982 роки вона була науковим керівником на кафедрі з проблеми «анатомічні, фізіологічні та біохімічні особливості створення клубнів рослин». На основі цих та інших досліджень на кафедрі було захищено ряд кандидатських дисертацій.
Спільно з науково-педагогічною діяльністю Наталія Мелікян брала активну участь у суспільному житті. За особливі заслуги вона була нагороджена орденом «Знак пошани» (1953), а також іншими медалями та грамотами. У 1967 році Наталії Мелікян було присвоєно звання Заслуженого діяча науки Вірменської РСР.
Наталія Мелікян померла 1989 року у віці 83 років у Єревані.
Син — Віул Барсегович Мурадян (1932—1986) — геолог, кандидат технічних наук.
Дочка — Неллі Барсегівна Мурадян (1942—2015) — біологиня.
Видані праці
Меликян Н. М. Изучение масла льна в условиях Армении (Հայաստանի կտավհատի յուղի ուսմնասիրությունը) // Научные труды XVI, Ереванский государственный университет 1941
Меликян Н. М. О влиянии условий прохождения световой стадии развития на анатомическое строение растениях // Научные труды XXXII, Ереванский государственный университет 1951
Меликян Н. М. Накопление лигнина в некоторых лесных видах в зависимости от водного режима (Լիգնինի կուտակումը մի քանի անտառային տեսակների մեջ՝ կապված ջրային ռեժիմի հետ) // Научные труды XXXIII, Ереванский государственный университет, 1952
Араратян А. Г., Меликян Н. М. Дикорастущие жиромасличные растения Армении // Сборник научных трудов Армянского сельскохозяйственного института N9, Академия наук Армянской ССР 1955
Меликян Н. М. Анатомические различия и количество лигнина в стеблях неполёгших и полёгших растений пшеницы, Научные труды N64 // Ереванский государственный университет 1958
Меликян Н. М., Цовян Ж. В. Динамика накопления лигнина и структурные изменения кукурузы в зависимости от применения различных удобрений // Научные труды N69, Ереванский государственный университет 1959
Меликян Н. М. Структурные изменения и накопление лигнина в растениях в связи с условиями среды, Издательство Ереванского университета 1959
Меликян Н. М., Гукасян И. А., Газарян Б. А. Влияние гиббереллина на анатомическое строение и накопление лигнина в растениях // Ученые записки 1 (105) Ереванский государственный университет 1967
Меликян Н. М., Азарян К. Г. Влияние регуляторов роста и фотопериодической индукции на камбиальную деятельность абиссинской капсулы и периллы краснолистной // Доклады XLIX, Академия наук Армянской ССР 1969
Меликян Н. М.Меристематическая ткань (Մերիստեմային հյուսվածք), Издательство Ереванского университета 1974
Азарян К. Г., Меликян Н. М., Панян С. С. Влияние регуляторов роста на структурные особенности картофеля. / Регуляторы роста и развитие растений. Тезисы докладов. — М.: Наука, 1981
Н.Меликян «Структурные изменения и накопление лигнина в растениях в связи с условиями среды» Издательство Ереванского университета, Ереван, 1959
Н.Меликян «Анатомические изменения и динамика накопления лигнина в растениях» Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук, Ереван, 1964
«Ереванский государственный университет», Издательство Ереванского университета, Ереван, 1970
В. А. Егян «Выдающиеся армянские женщины», Армения, Ереван 1971
«Ереванский университет» еженедельник N30 (1626) "Н. М. Меликян " 7 октября 1989
Л. П. Гарибджанян, Г. К. Гаспарян «Видные преподаватели Ереванского государственного университета» Издательство Ереванского университета, Ереван 2006
«Армянские женщины» Энциклопедия, в 2-х томах, Издательство Амарас, Ереван 2011