Мария Лилкова е дългогодишен учител по математика. Професионалният ѝ път започва като учител в СМГ „Паисий Хилендарски”, а по-късно е и помощник-директор на училището.
Като експерт по математика в РИО – София-град е участвала при изготвяне на теми за национални олимпиади по математика – общински кръг, и на теми за провеждане на външно оценяване на регионално ниво.
Мария Лилкова е в комисията по организиране и провеждане на международното математическо състезание „Европейско Кенгуру”. Тя е един от основателите и главните организатори на Софийския математически турнир. Председател е на Софийската градска секция към СМБ.
Участва в авторски колективи на повече от 35 учебни помагала и учебници по математика за ученици от 2. до 12. клас.