Martinek Tamás Szegeden született. A szegedi Radnóti Miklós Kísérleti Gimnáziumban érettségizett kitűnő eredménnyel speciális kémia szakon.

Egyetemi tanulmányait a József Attila Tudományegyetemen folytatta, ahol 1996-ben kitüntetéses vegyész oklevelet szerzett. Tanulmányai során Köztársasági Ösztöndíjban részesült, és elnyerte a Természettudományi Kar Kiváló Hallgatója címet.

Doktori tanulmányait az SZTE Gyógyszerkémiai Intézetében kezdte meg Prof. Fülöp Ferenc témavezetésével, ehhez kapcsolódóan British Council és TEMPUS ösztöndíjasként dolgozott a University of St. Andrews-on. PhD értekezését bioaktív vegyületek térszerkezeti jellemzésének témakörében védte meg 2001-ben summa cum laude minősítéssel. Jelenleg az SZTE Gyógyszerkémiai Intézetben egyetemi docens, ahol a kutatás mellett aktívan részt vesz a gyógyszerészhallgatók képzésében, és a tudományos diákköri munkában végzett tehetséggondozásban.

Kutatási területe a mesterséges önrendeződő láncmolekulák szintézise, szerkezetvizsgálata és biológiai alkamazásuk valamint a bioaktív molekulák molekulaszerkezeti és kémiai tulajdonságainak vizsgálata. Munkáiból eddig 67 tudományos közlemény született melyre több mint 650 független idézést kapott. Eredményes kutatómunkáját számos díjjal jutalmazták, többek között megkapta a Kajtár Márton és a Kisfaludy Lajos díjakat, illetve 6 éven át volt Bolyai János ösztöndíjas. Legutóbb az MTA Lendület programjában nyert támogatást kutatócsoport alakítására.