ركز عمل الدكتورة ميليسا فالي على البحث والصحة العقلية وتنمية الطفولة المبكرة والمناهج الدراسية والتعليم للأطفال المحرومين أو المعرضين للخطر ، وكذلك للأشخاص ذوي الإعاقة.

عملت كمديرة على مستوى الولاية لرعاية فترة الولادة لمنظمة غير ربحية في الولايات المتحدة الأمريكية ، حيث سهلت الجهود المبذولة لتوفير الموارد المستدامة والبرمجة لرعاية الولادة وتنمية الطفولة المبكرة ومعالجة الفوارق الصحية، كما عملت مع منظمات مثل اليونيسف وجامعة تكساس إيه آند إم والمدينة التعليمية ووزارة الصحة والخدمات الإنسانية الأمريكية، وكذلك مع بعض وزارات التعليم في الشرق الأوسط.

يشمل العمل التطوعي لفالي عمل المساعدات الإنسانية والعمل في اللجنة التنفيذية لجمعية علم النفس الأمريكية والرابطة الوطنية لعلم النفس اللاتيني وقمة القادة العالميين الشباب للعلاقات بين الولايات المتحدة والشرق الأوسط.

حصلت على جائزة الإنجاز من الجمعية الأمريكية لعلم النفس وجائزة التميز في البحث الدولي، ونشرت فالي أيضًا في مجلة البحوث التربوية وموسوعة علم النفس المدرسي، وهي حاصلة على درجتي البكالوريوس والماجستير في علم النفس، فيما درجة الدكتوراه فهي في المناهج والتعليم من جامعة تكساس إيه آند إم.