Martin se věnuje molekulární genetice sinic již od svých doktorských studií. Zaměřuje na roli různých proteinů ve fotosyntéze, biogenezi pigmentů a ochraně proti reaktivním formám kyslíku. Jeho hlavní přístup zahrnuje generování spontánních supresorových mutací a funkční komplementaci různých mutantů, po níž následuje lokalizace těchto mutací pomocí resekvenování celého genomu. Tyto informace pomáhají identifikovat nové strukturní a funkční vztahy mezi proteiny, které lze dále zkoumat.