Ferlaino hat in Neapel Physik studiert und in Florenz an der Universität und am European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS) promoviert. Seit 2012 ist sie Professorin für Atomphysik an der Universität Innsbruck und leitet dort als Direktorin den Forschungsschwerpunkt Physik sowie eine internationale Forschungsgruppe zum Erbium-Projekt. Die 35-jährige Wissenschaftlerin forscht auf Gebieten der Atom- und Molekülphysik, der Quantenoptik und Laserphysik. Sie gilt als international führende Vertreterin im Bereich der Quantenphysik.
Die Alexander-von-Humboldt-Professur gehört zu den renommiertesten Auszeichnungen in der deutschen Wissenschaft. Sie soll für herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die im Ausland forschen, konkurrenzfähige Rahmenbedingungen in Deutschland schaffen.