Après une thèse de doctorat en écologie portant sur l’utilisation des études prospectives pour élaborer des scénarios écologiques pour les écosystèmes, Audrey Coreau a rejoint le ministère en charge de l’écologie, où elle a travaillé sur la Stratégie nationale pour la biodiversité (SNB) et sur la politique d’acquisition, de stockage et de valorisation des connaissances naturalistes. Elle a ensuite développé pendant 5 ans des travaux de recherche sur les interfaces entre les connaissances en écologie et l’action publique en matière de biodiversité.

En 2016, Audrey Coreau a participé à l'installation de l'Agence Française pour la Biodiversité (AFB) puis a dirigé à partir de 2017 son département "Stratégies nationales, européennes et internationales", avec pour missions d'appuyer le ministère de l'écologie pour l'élaboration et la mise en œuvre de la SNB, ainsi que des stratégies et politiques qui la déclinent, et pour la définition et la mise en œuvre des directives européennes et conventions internationales dans le domaine de la biodiversité.
En janvier 2020, l'AFB est devenue l'Office français de la biodiversité (OFB). Audrey Coreau y est responsable de la mobilisation et de l'accompagnement des acteurs (collectivités locales, entreprises, associations, etc.) et des citoyens, en faveur de la biodiversité. Il s'agit à la fois de trouver les bons vecteurs pour les convaincre de la nécessité à agir en faveur de la biodiversité, mais aussi de leur proposer des méthodes et des modes d'action adaptés à leurs propres compétences et responsabilités.