Caroline Dean erforscht die Mechanismen des Blühzeitpunkts von Pflanzen. Ihr Fokus liegt dabei auf der molekularen Kontrolle des Blühzeitpunkts nach langen Kälteperioden und auf der Anpassung der Blühmechanismen an veränderte Klimabedingungen. Sie zeigte, dass, abhängig von niedrigen Temperaturen, ein konservierter Chromatin-Schaltmechanismus die Expression eines Gens steuert, das die Pflanzenblüte unterdrückt.

Dean studierte Biologie an der University of York (UK) und wurde dort 1982 promoviert. Ab 1983 forschte sie bei Advanced Genetic Sciences in Oakland (USA). Seit 1988 ist sie Projektleiterin am John Innes Centre in Norwich (UK). Die Leopoldina wählte Caroline Dean 2008 in die Sektion Organismische und Evolutionäre Biologie.

Der L'Oréal-UNESCO For Women in Science Award wird seit 1998 jährlich an Forscherinnen auf der ganzen Welt vergeben und ist mit jeweils 100.000 Euro dotiert. Caroline Dean ist das fünfte Leopoldina-Mitglied, das mit dieser Auszeichnung geehrt wird.