La echipa națională a Spaniei a fost pentru prima dată convocată de Miguel Ángel Florido, debutând pe 14 octombrie 2005, la Kostrena, Croația. Cu Spania a luat parte la Campionatul Mondial din 2009, desfășurat în China, Campionatul Mondial din 2011, desfășurat în Brazilia, unde a câștigat medalia de bronz și a fost desemnată cea mai bună extremă dreapta a competiției, la Campionatul European din 2008, din Macedonia, unde a câștigat medalia de argint, și la Campionatul European din 2010, care s-a ținut în Danemarca și Norvegia. De asemenea, Martín a luat parte la Jocurile Mediteraneene din 2009, desfășurate la Pescara. Ea a făcut parte din selecționata spaniolă care a luat parte la Jocurile Olimpice din 2012, însă, din cauza unei accidentări în meciul contra Suedia, a fost înlocuită cu malacitana Marta López.