Après des études de biologie à la Tufts University de Medford, Nancy Holt s’installe à New York. En 1963, elle épouse Robert Smithson, avec qui elle collabore à plusieurs reprises. Ses premiers travaux – des photographies et des vidéos – s’inscrivent dans une période charnière, au cours de laquelle les artistes souhaitent développer une pratique dépourvue des contraintes muséales et marchandes, en réalisant des œuvres à partir d’éléments naturels, en extérieur. Dans ce contexte, la photographie acquiert une valeur d’œuvre et la vidéo devient un outil de création. Entre 1963 et 1973, l’artiste réalise cinq films avec Michael Heizer, liés aux interventions de R. Smithson dans le désert du Nevada : Untitled/Mono Lake (1968) ; East Coast, West Coast (1969) ; Spiral Jetty (1970) ; Swamp (1971) ; Amarillo Ramp (1973). Dès 1968, elle entreprend, à son tour, une version personnelle du land art : pour Buried poems (1969-1971), elle enterre dans le sol des contrées de son pays une série de poèmes qu’elle a offerts à cinq personnes, dont son époux, Carl Andre et M. Heizer. À l’instar de ses compagnons du land art, la plasticienne voit dans la nature, et, plus particulièrement, dans les grandes plaines américaines, la possibilité d’un renouveau artistique. Ses interventions se caractérisent par une prise en compte totale du site, qui détermine le choix des matériaux et induit la forme de l’œuvre.

Sa démarche se singularise par une volonté de « ramener le gigantisme du désert à échelle humaine », ce qui correspond à la nécessité de tisser une relation directe entre l’œuvre, sa situation topographique, les éléments qui l’entourent (terre, soleil, lumière) et le spectateur. Ainsi, sa pièce majeure, Sun Tunnels (1973-1976), se présente sous la forme de quatre buses évidées, disposées dans le Grand Bassin, au nord-ouest de l’Utah, orientées en fonction des solstices d’hiver et d’été, que le visiteur peut traverser pour observer la lumière du soleil et de la lune, variable selon les saisons. L’ensemble de ses interventions in situ, comme Hydra Head (1974), Rocks Ring (1977-1978), Up and Under (1998) ou encore Annual Ring, Solar Web (1984), témoigne d’une interaction directe avec les éléments naturels environnants et vise à interroger la perception du temps et de l’espace par l’homme, invité à prendre conscience de sa place sur le site, et, plus largement, dans l’univers. En parallèle, l’artiste continue d’utiliser d’autres médiums, tels que la photographie, la vidéo, les livres et les installations. Considérée comme une figure singulière du land art pour en avoir renouvelé l’approche et le sens, N. Holt a été la seule représentante féminine du mouvement.