Katharina Kohse-Höinghaus ist international bekannt für die Diagnostik von Verbrennungsvorgängen mittels Laserspektroskopie und Massenspektrometrie. Sie studierte an der Ruhr-Universität Bochum, wo sie 1978 auch promoviert wurde. Danach forschte sie zunächst am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Stuttgart, habilitierte sich 1992 und ist seit 1994 Professorin für Physikalische Chemie an der Universität Bielefeld. Seit 2012 ist sie Präsidentin des International Combustion Institute, des internationalen Dachverbands nationaler Verbrennungsfachgesellschaften. Kohse-Höinghaus ist seit 2008 Mitglied der Leopoldina in der Sektion Chemie.

Für ihr Engagement in der internationalen Zusammenarbeit mit chinesischen Wissenschaftlern wurde sie bereits 2008 mit einer Ehren-Gastprofessur der University of Science and Technology of China, Hefei, ausgezeichnet.