Marta Martins é investigadora no Centro de Investigação e de Intervenção Social (CIS-Iscte) desde 2019. Os seus interesses de investigação centram-se na psicologia e neurobiologia da música, leitura e dos processos áudio-motores, tópicos que aborda com recurso a métodos da psicologia experimental e da neurociência cognitiva em indivíduos de todas as idades, tendo particular interesse em crianças e populações especializadas (e.g., músicos). 

Antes de integrar o CIS-Iscte, Marta Martins doutorou-se em Psicologia pela Universidade do Porto (2019), onde desenvolveu a sua tese sobre comportamento e plasticidade cerebral em crianças, nos domínios da leitura e da música. Foi bolseira de doutoramento FCT e desenvolveu o seu trabalho em colaboração com o Structural Brain Mapping Group da Universidade de Jena (Alemanha). Durante o doutoramento realizou ainda um estágio no Gaab Lab, Universidade de Harvard (Boston Children's Hospital, USA), ao abrigo de uma bolsa Fulbright.   

É ainda licenciada em Biologia pela Universidade do Porto (2007) e completou o Mestrado em Administração e Gestão da Educação pela Universidade Portucalense (2012). Possui o 8.º Grau do Conservatório em Flauta de Bisel e durante oito anos lecionou Educação Musical no 1.º Ciclo do Ensino Básico.

No Iscte, tem ensinado Psicofisiologia das Emoções, Psicofisiologia e Genética e Bases Biológicas das Emoções.