Dorothea Klumpke est née à San Francisco le 9 août 1861. Ses parents l’encouragent à faire des études. Elle arrive avec ses sœurs et sa mère en Allemagne vers 1877, puis en France et étudie les mathématiques à Paris. En 1893 elle devient la première femme docteur ès sciences. Elle travaille à l’Observatoire de Paris, où elle participe au projet de la Carte du Ciel et dirige le Bureau des mesures créé à cet effet. En 1901, elle épouse l’astronome britannique Isaac Roberts et part travailler avec lui à l’observatoire de Crowborough dans le Sussex en Angleterre, dans sa résidence privée Starfield. Elle revient en France en 1904, après la mort de son époux, retourne à l’Observatoire de Paris où elle continue le travail de son mari et publie en 1929 l’Atlas d’Isaac Roberts de 52 régions servant de guide aux champs d’Herschel.
Membre de la Société astronomique de France dès 1894, elle est la première personne à recevoir le Prix des Dames (fondé sur l’initiative de Sylvie Flammarion) en 1897 et participe activement à la vie de la Société : elle devient membre du Conseil, organise des soirées pour guider les observateurs dans l’étude du ciel, donne des cours, encourage les femmes à participer aux observations, présente ses rapports astronomiques aux assemblées et écrit dans l’Astronomie, dont elle est membre du comité de rédaction. En 1929, elle crée au sein de la SAF le prix Dorothea Klumpke – Isaac Roberts à la mémoire de son père, sa mère et son mari, décerné pour la première fois en 1931. Elle a créé d’autres prix aux États-Unis.
En 1934, elle est nommée Chevalier de la Légion d’honneur et cesse son activité à l’Observatoire de Paris la même année. Elle retourne à San Francisco où elle meurt le 5 octobre 1942. Deux astéroïdes portent son nom : le (1040) Klumpkea et le (339) Dorothea.

Les réunions de la SAF en avril 1899