Nathanaël est née à Montréal et vit à Chicago. Elle a publié une trentaine de livres écrits en anglais ou en français, aux États-Unis, au Québec, et en France, traduits en basque, en slovène, en bulgare, en portugais (Brésil), en grec, en anglais ou en espagnol (Mexique).
Elle a reçu de nombreuses distinctions, dont le prix Alain-Grandbois pour ...s’arrête ? Je (2007), le Publishing Triangle Award pour The Middle Notebookes (2015) et le Prix de l’Académie Claudine de Tencin pour L’Heure limicole (2016). Elle a également une grande activité de traduction, par exemples des ouvrages de Danielle Collobert, Édouard Glissant, Hervé Guibert, Catherine Mavrikakis, et Hilda Hilst (cette dernière en collaboration avec Rachel Gontijo Araújo). Parmi les poètes anglophones qu’elle a traduits en français, Reginald Gibbons, John Keene, Trish Salah, Bhanu Kapil, et Rachel Gontijo Araújo sont à signaler.
Nathanaël dirige la collection occasionnelle, Atrox : that which cannot be eaten, publiée chez Nightboat Books, dans laquelle figure des ouvrages de Frédérique Guétat-Liviani et Alain Jugnon, ainsi que des textes, à paraître, d’Olivia Tapiero, Laetitia Tura et Hélène Crouzillat. Elle a également signé en 2008 un livre de conférences sur la traduction, At Alberta, suivi, en 2015, par un recueil de textes sur la traduction et la photographie, Aslepias : The Milkweeds. Un troisième volet, Hatred of Translation, a été publié en automne 2019.