Es investigador en teoría democrática y filosofía política y sus líneas de investigación se centran en el estudio de la democracia deliberativa, la democracia participativa y digital así como las nuevas tecnologías al servicio de la participación ciudadana.

Actualmente, lidera el proyecto de investigación multidisciplinar Global Democracy Project, que estudia las formas de democratización de las instituciones internacionales y el desarrollo de espacios legítimos de gobernanza global. También lidera el grupo de investigación que participa en el proyecto europeo H2020 REDEM y colabora con el GovLab de la Universidad de Nueva York en el Proyecto CrowdLaw. 

Ha publicado libros como La república deliberativa (Marcial Pons, 2006), Deliberative Democracy and Its Discontents, coeditado con Samantha Besson (Ashgate, 2006), Legal Republicanism (Oxford University Press, 2009), y A Political Philosophy in Public Life. Civic Republicanism in Zapatero's Spain, en coautoría con el filósofo Philip Pettit (Princeton University Press, 2010). Martí ha sido investigador Laurance Rockefeller Fellow de la Universidad de Princeton (2008-2009) y profesor visitante de la Universidad de Richmond (2014).