Birgitte Esmark er i ettertid mest kjent som en av stifterne av Kristelig forening av unge kvinner, KFUK, men hun var også en anerkjent naturforsker.
Esmark vokste opp i Brevik, der hennes far var prest og mineralog. Hun stammet fra en slekt av naturforskere, og fra sin far og sin onkel fikk hun sterke naturvitenskapelige impulser som kom til å prege både hennes ungdom og senere virke.
17 år gammel fikk Birgitte Esmark tuberkulose og ble sendt på rekonvalesens til Madeira. Her fikk hun utviklet sine evner innen naturvitenskap, spesielt innen zoologi. I løpet av det to år lange oppholdet skaffet hun seg en imponerende samling mollusker. I tillegg samlet hun en anselig mengde mineraler. Uten noen formell utdannelse i faget zoologi fremstod hun i sin tid som litt av en spesialist på snegler og fikk 1879, som første kvinne, stipend fra universitetet i Kristiania for å arbeide videre med studiene i zoologi. Hennes store naturvitenskapelige arbeid munnet ut i avhandlingen Norges land- og ferskvandsmollusker. Dette arbeidet gav ny og viktig kunnskap om disse artene og ble oversatt til flere språk. Men noen akademisk karriere fikk hun ikke; høyere utdannelse var fremdeles forbeholdt menn, og hennes private forskningsinnsats ble stilt i skyggen av den strid som onkelen Laurits Esmark på denne tiden var oppe i med sine kolleger ved universitetet.
Sin største innsats kom Birgitte Esmark imidlertid til å gjøre innen kristent-sosialt arbeid. Det var dette som ble hennes viktigste livsoppgave. Under oppholdet på Madeira hadde hun møtt en britisk dame som kom til å få stor betydning for hennes videre utvikling som kristen kvinnesakskvinne. I samarbeid med komtesse Ida Wedel-Jarlsberg startet hun en arbeidsstue, en såkalt lappeskole, for fattige barn i Kristiania. Med betydelig organisasjonstalent og et dypt engasjement ble hun drivkraften bak en foreningsvirksomhet for unge kvinner, der praktiske ferdigheter og kristen kunnskap stod i sentrum. Her fikk unge kvinner kurs i alt fra regning og kjolesøm til språk og bibelkunnskap.
Arbeidet vokste, og 1894 ble landsforbundet Unge Kvinners Kristelige Samfund (UKKS) dannet med Ida Wedel-Jarlsberg som leder og Birgitte Esmark som sekretær. Allerede i 1880-årene hadde Esmark blitt oppfordret til å starte et KFUK-arbeid i Norge, etter modell av det britiske arbeidet. UKKS vokste til å bli et livskraftig forbund, og det ble en av forløperne til Norges KFUK.
Gjennom foreningsarbeidet kom Esmark også til å engasjere seg i avholdssaken og ble 1892 den første sekretær i det nystiftede Norske Kvinders Totalavholdsselskab.
Birgitte Esmark var en spesielt rik personlighet og allsidig begavelse. Hennes vitenskapelige innsats vitner om stor intellektuell kapasitet. Samtidig forteller det trofaste arbeidet for unge kvinner om innlevelsesevne i deres kår og om en var sosial samvittighet. Hun kjempet for kvinners plass i kirke og samfunnsliv med stor kraft og mot, i en tid da de fleste dører var stengt for kvinner.