发表过关于蕴涵理论、判断学说等方面的着作。他的研究兴趣根植于中欧的哲学传统，尤其是德语学者如弗朗兹·布伦塔诺、弗雷格，以及胡塞尔的哲学理论。
类型论.马丁-洛夫长期从事数理逻辑的研究。在1968年到1969年间，他在美国芝加哥大学担任助理教授期间结识了逻辑学家威廉·霍华德（William Alvin Howard），并共同探讨了后来被称之为柯里-霍华德同构（Curry–Howard correspondence）的论题。马丁-洛夫在1971年完成了他最初的关于类型论研究的初稿，