Воспитанник футбольной школы клуба «Андерлехт». В 2003 году сыграл один матч за основной состав клуба. Затем перешёл в «Валвейк».
Летом 2007 года он заключил контракт с клубом АЗ, с одним из лидеров чемпионата страны. Обладал прекрасной обводкой, пасом, отличался хорошей скоростью и голевым чутьём.
6 января 2014 года пресс-служба АЗ объявила, что Мартенс покинет клуб по окончании сезона 2013/14 и перейдёт на правах свободного агента в греческийПАОК[3]. Спустя неделю клубы всё же договорились о немедленном переходе футболиста[4]. Мартен заключил с клубом контракт на 2,5 года[5].