W czerwcu 2008 podczas NHL Entry Draft Martin, ze 148 numerem w 5 rundzie, został wybrany przez New York Islanders. 4 września 2009 Nowojorczycy zawarli z Martinem 3-letni "entry-level contract" (pierwszy kontrakt w NHL). Swoją pierwszą bramkę w NHL zdobył 29 października 2010 pokonując Alexa Aulda z Montreal Canadiens. 15 września 2012 zawarł nowy, czteroletni kontrakt z Islanders. 1 lipca 2016 jako wolny agent podpisał 4-letni, warty 10 mln dolarów kontrakt z Toronto Maple Leafs. Po dwóch sezonach w Toronto, w lipcu 2018 Martin został oddany do New York Islanders w zamian za Eamona McAdama.