Zoolog. Foreldre: Byggmester Johannes Arnesen (1832–93) og Josefine Albertine Johnsen. Ugift.

Emily Arnesen var den andre norske kvinne som tok en doktorgrad, og den første norske zoolog som foretok inngående studier av dyregruppen svamper.

Hun tok middelskoleeksamen med utmerkelse og examen artium på latinlinjen 1889. Allerede mens hun leste til artium, arbeidet hun som oversetter i Norske Intelligenssedler. Etter eksamen var hun guvernante på prestegården i Seljord samtidig som hun leste til anneneksamen, som hun tok med preseteris 1891. Deretter fulgte ett års naturvitenskapelige studier ved universitetet i Kristiania, før hun ble guvernante hos Otto Blehr, daværende norsk statsminister i Stockholm (1892–93). Her fortsatte hun studiene særlig i zoologi og botanikk, og da hun kom tilbake til Kristiania, brukte hun all ledig tid til zoologistudier ved universitetet under Johan Hjorts ledelse på Zootomisk laboratorium helt til 1896. Samtidig virket hun som lærerinne ved forskjellige skoler og hadde også privatelever.

1894 reiste hun til Berlin og prøvde forgjeves å få adgang til et zoologisk laboratorium der. 1896–97 var hun guvernante i Spania. Etter at hun kom tilbake til Kristiania, fortsatte hun studiene ved Zootomisk laboratorium samtidig som hun hadde sin lærerinnevirksomhet. Med stipendier besøkte hun også biologiske stasjoner og drev med bunnskrapinger, ofte helt ute i havbrynet, for å studere kystfaunaen. 1901 fikk hun et større stipendium og drog til universitetet i Zürich hvor hun tok doktorgraden 1903. Hun fikk tilbud om ansettelse ved en tysk forsøksstasjon i Egypt, men avslo og tilbrakte i stedet fire måneder ved museet i Amsterdam. Her ble hun av professor Max. Weber overlatt bestemmelsen av en del av museets svamper.

Zoologisk museum hadde før overflyttingen til det nye bygget på Tøyen bare én konservatorstilling, og i den ble hun konstituert 1905, med fast ansettelse fra 1911. Etter professor Robert Colletts død var hun i noen tid konstituert bestyrer av museet. Hun søkte avskjed 1926 pga. svekket helse og døde 1928.

Emily Arnesen lærte seg moderne mikroskopisk teknikk og studerte først anatomien og slektskapet hos noen koraller (1898). Men det ble særlig svampene hun valgte som studieobjekter. Først kom det tre faunistisk-systematiske arbeider over norske svamper (1900–03), og noe senere kom et arbeid over knoppdannelsen hos en spesiell svamp, Polymastia mammilaris Bow (1917). Et systematisk arbeid over svampene fra Michael Sars-toktet 1910 ble trykt 1920. Svampene er selv i dag en dyregruppe som er dårlig kjent hos oss, og fortsatt er hennes arbeider over svampene vel anerkjente.

Hennes hovedarbeid er undersøkelsen av blodkarene hos snabeliglene (1904). Det var et problem som hun hadde fått av sin lærer ved universitetet i Zürich, professor Arnold Lang. Undersøkelsen som særlig omfattet blodkarsystemet, var basert på histologiske mikroskopiske snitt. Det var et arbeid som var helt i tidens ånd, men som kanskje ikke har så stor interesse i dag.

Emily Arnesen var en dyktig lærer og fikk brukt sine pedagogiske evner ved forelesninger over virvelløse dyr og om dyregeografi på universitetet (1906–13). De kom også klart frem i hennes lille Lærebog i zoologi for gymnasiet (1902). Innholdsmessig er fremstillingen i boken helt i Darwins ånd og preget av at det har foregått og foregår en utvikling av dyrelivet. Hun fremhever at det er viktig å initiere elevene til selvarbeid ved å gi dem oppgaver som kan besvares på grunnlag av opplysninger i boken. Hun fremhever også at det er viktig å studere preparater og eksemplarer slik at det blir naturkunnskap, og ikke bokkunnskap. Arnesen laget også det første heftet av førere for Zoologisk museum. Denne boken, som kom ut 1912, omhandler mange grupper av virvelløse dyr. Den var ment som en hjelp for folk som ønsket å skaffe seg mer kunnskap om dyrene de kunne se på Zoologisk museum.

Emily Arnesen var meget begavet, men det er klart at kombinasjonen av arbeid og studier gjorde at studiene tok lang tid for henne. Det sier mye om hennes innsatsvilje og interesse for faget at hun arbeidet seg frem til en doktorgrad. Museumsarbeidet tok også mye tid, og senere i livet var hun hemmet av sykdom. Det reduserte hennes vitenskapelige produksjon. Hun var imidlertid en flittig skribent i aviser og tidsskrifter, både om faglige ting, reiseinntrykk og sosiale spørsmål, særlig kvinnenes økonomiske stilling og stemmerettssaken. Hun var bl.a. medlem av Norsk Kvindesagsforenings styre.

  • Spongier fra den norske kyst. I, i Bergens Museums Aarbog 1900
  • Lærebog i zoologi for gymnasiet, 1902
  • Spongien von der norwegischen Küste. II, i Bergens Museums Aarbog 1903
  • Ueber den feineren Bau der Blutgefässe der Rhynchobdelliden (dr.avh.), i Jena. Zschr., bd. 38, hf. 4, Jena 1904
  • Zoologisk Museum. De hvirvelløse dyr. I, 1912
  • Brutknospenbildung bei Polymastia Mammilaris Bow, Trondheim 1918, særtrykk av DKNVS Skr. 1917
  • Stud. 1889, 1914
  • O. Nordgaard: biografi i NBL1, bd. 1, 1923
  • H. Broch: Zoologiens historie i Norge, 1954
  • Universitetet i Oslo 1911–1961, 1961, s. 612