Công trình của bà đã được nhiều giải thưởng công nhận, trong đó có Giải Nobel Hóa học năm 2018, Giải thưởng Draper năm 2011 và Huân chương công nghệ và đổi mới quốc gia năm 2013. Bà được bầu vào Viện Hàn lâm Nghệ thuật và Khoa học Hoa Kỳ năm 2011. Arnold có vinh dự hiếm khi được bầu vào cả ba Viện Hàn lâm Quốc gia tại Hoa Kỳ [10] - Học viện Khoa học Quốc gia, Học viện Kỹ thuật Quốc gia và Học viện Y học. Arnold là thành viên của Hiệp hội Khoa học và Nghệ thuật Mỹ, Học viện Mỹ thuật và Khoa học, Học viện Vi sinh học Mỹ, Viện Kỹ thuật Sinh học và Y tế Hoa Kỳ và là thành viên quốc tế của Học viện Kỹ thuật Hoàng gia Anh Quốc

Một thành viên của Hội đồng tư vấn của DOE tài trợ Joint BioEnergy Institute và Packard Fellowships trong Khoa học và Kỹ thuật, Arnold cũng phục vụ trong Hội đồng tư vấn của Chủ tịch của Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST). Bà hiện đang phục vụ như một thẩm phán cho Giải thưởng Nữ hoàng Elizabeth cho Kỹ thuật. Cô đã làm việc với Học viện Khoa học Quốc gia Khoa học & Trao đổi giải trí để giúp các nhà biên kịch Hollywood mô tả chính xác các chủ đề khoa học.[11]Năm 2016, bà trở thành người phụ nữ đầu tiên giành được Giải thưởng công nghệ thiên niên kỷ, mà cô đã giành được cho tiên phong tiến hóa.[12] Năm 2017, Arnold được trao Raymond và Giải thưởng Beverly Sackler về Nghiên cứu Hội tụ bởi Học viện Khoa học Quốc gia, công nhận những đóng góp phi thường cho nghiên cứu hội tụ.[13] In 2018 she was awarded the Nobel Prize in Chemistry for her work in directed evolution.

Bà là đồng sáng lập trên hơn 40 bằng sáng chế của Hoa Kỳ.[4] bà đồng sáng lập Gevo, Inc., một công ty sản xuất nhiên liệu và hóa chất từ các nguồn tái tạo vào năm 2005 và Provivi, một công ty phát triển công nghệ bảo vệ cây trồng, vào năm 2013.[4]