Martín bestritt bisher 224 Länderspiele für die Spanische Nationalmannschaft, in denen sie 775 Tore erzielte. Bei der Weltmeisterschaft 2011, bei der Spanien Dritter wurde, wurde sie ins All-Star-Team gewählt. 2012 gewann sie mit Spanien bei den Olympischen Spielen in London die Bronzemedaille. Bei der Europameisterschaft 2014 gewann sie die Silbermedaille und wurde in das All-Star-Team gewählt. Weiterhin nahm sie an den Olympischen Spielen 2016 in Rio de Janeiro teil. Bei der Europameisterschaft 2018 wurde sie in das All-Star-Team gewählt. Mit der spanischen Auswahl nahm sie an den Olympischen Spielen in Tokio teil.