Uttalandet kommer efter det att USA:s tillträdande president Donald Trump i en intervju med brittiska The Times och tyska Bild upprepat sin kritik mot avtalet.
– Det är ett bevis för att diplomati fungerar... EU kommer att fortsätta arbeta för att detta extremt viktiga avtal respekteras och implementeras, framför allt av säkerhetsskäl, säger Mogherini.
Avtalet går i grova drag ut på att det internationella samfundet lyfter sina sanktioner mot Iran i utbyte mot garantier att landet inte kommer att skaffa kärnvapen. Donald Trump har vid upprepade tillfällen sagt att han tycker att överenskommelsen var fel.
– Den nya administrationen i USA kan inte dra sig ur avtalet. Kärnenergisamtalen med USA är över och vi har ingenting i övrigt att diskutera, sade Irans vice utrikesminister Abbas Araqchi på söndagen.