ნინო ჭიჭინაძემ 1984 წელს წარჩინებით დაამთავრა თბილისის სახელმწიფო სამხატვრო აკადემიის ხელოვნების ისტორიისა და თეორიის ფაკულტეტი. 1990 წელს დაიცვა საკანდიდატო დისერტაცია ქართული ხატწერის ისტორიის თემაზე, ხოლო 2004 წელს – სადოქტორო დისერტაცია XI-XIII სს. ქართული ხატწერის მხატვრულ-ისტორიული ასპექტების შესახებ.
1984 წლიდან მუშაობს გ. ჩუბინაშვილის სახელობის ქართული ხელოვნების ისტორიის ინსტიტუტში. 2006 წლიდან ილიას სახელმწიფო უნივერსიტეტის ასოცირებული პროფესორია. წლების განმავლობაში ეწეოდა კვლევით მუშაობას ევროპისა და აშშ-ს სამეცნიერო ცენტრებში (Dumbarton Oaks, Centre d’Histoire et Civilisation de Byzance და სხვ.). წაკითხული აქვს სალექციო კურსი „შუა საუკუნეების ხელოვნება საქართველოში” ფრიბურგის უნივერსიტეტში. არის არაერთი სამეცნიერო ჟურნალის, მათ შორის კადმოსის და ქრისტიანულ-არქეოლოგიური ძიებანის სარედაქციო საბჭოს წევრი.
მიღებული აქვს მრავალი საერთაშორისო გრანტი და კვლევითი სტიპენდია. გამოქვეყნებული აქვს რამდენიმე მონოგრაფია და 50-მდე სამეცნიერო სტატია.
მისი სამეცნიერო ინტერესები მოიცავს ადრექრისტიანულ, შუა საუკუნეების და ბიზანტიის ვიზუალურ კულტურას, ქრისტიანულ იკონოგრაფიას, გამოსახულებისა და რელიკვიების კულტს და ბიზანტიურ-ქართულ კულტურულ ურთიერთობებს.