Masthoff is sinds 2018 werkzaam aan de Universiteit Utrecht, waar ze datzelfde jaar werd benoemd tot hoogleraar Interaction Technology bij het departement Informatica.

Masthoff is gespecialiseerd in kunstmatige intelligentie, interactie-technologie en aanbevelingssystemen. Zo onderzoekt ze niet alleen hoe mensen met een computersysteem omgaan, maar ook hoe zo’n systeem zich automatisch aanpast aan de gebruiker en kan motiveren om het gedrag van mensen te veranderen.

Daarnaast is Masthoff ook honorair hoogleraar Computing Science aan de University of Aberdeen in het Verenigd Koninkrijk, waar ze van 2004 tot 2020 ook universitair hoofddocent was.