Fra slutten av 1820-årene vendte Martin sin interesse mot arkitektur og byplanlegging. Han fikk ansvar for å prosjektere forbedringer i det mest tettbygde London, særlig oppmerksomhet rettet han mot portsystem, vann og kloakk. Planene minte i stor grad om dem som Joseph Bazalgette langt seinere la fram og fikk virkeliggjort.