Kariera zawodowa Techniczna kariera zaczęła się w momencie zawiązania współpracy z Pruską Koleją Wschodnią w Bydgoszczy. Do jego zadań należało pracowanie i nadzór nad szynami, mostami kolejowymi i innymi budynkami kolejowymi. W 1875 roku przeniósł się do zespołu inżynierskiego Kolei Dolnośląsko-Marchijskiej w Berlinie. Zlecono mu badanie i sprawdzanie jakości wyrobów stalowych, głównie szyn. W trakcie swoich badań nawiązał wiele wymiernych stosunków z przedstawicielami przemysłu. Były to głównie dwa przedsiębiorstwa: Gutehoffnungshütte z Westfalii Königs-Laurahütte ze Śląska
Praca naukowa Adolf Martens w 1880 roku powrócił na uczelnię i objął stanowisko asystenta profesora. 1 kwietnia 1884 roku został nominowany na stanowisko kierownika Instytutu Badań Techniczno-Mechanicznych. Do jego zespołu dołączył profesor Rudeloff (po śmierci Martensa zastąpił go na stanowisku kierownika Instytutu) i dwóch techników. Rozwój instytutu i całej branży badań nad materiałami spowodowały, że w 1884 roku utworzono w Berlinie nowy ośrodek badań nad olejem i papierem. Pięć lat później Martens otrzymał tytuł profesora.