Flora Brasiliensis liczy 15 tomów i 3811 tablic. Zawiera opisy 22 767 gatunków (w tym 5689 nowych) oraz ilustracje 6246 gatunków. Jest to największe tego typu dzieło w światowej literaturze botanicznej. W sumie przy jego opracowaniu pracowało 66 botaników z 10 krajów europejskich, m.in. Christian Friedrich Hornschuch (1793–1850), Christian Gottfried Daniel Nees von Esenbeck (1776–1858), August Grisebach (1814–1879), Johannes von Hanstein (1822–1880) i Friedrich Anton Wilhelm Miquel (1811–1871). Choć sam von Martius opisał dwie rodziny (Anonaceae i Agaveae), to wniósł wiele informacji o występowaniu i znaczeniu gospodarczym innych opisywanych rodzajów i gatunków.
W latach 1965–1978 przedrukowano w całości wszystkie trzy dzieła Reise in Brasilien, Historia naturalis Palmarum i Flora Brasiliensis.
Po śmierci von Spixa von Martius zajmował się również opisaniem języka i zwyczajów rdzennych mieszkańców Brazylii, sporządzając m.in. zapisy nutowe ich pieśni i muzyki. W 1868 roku von Martius wydał dwutomowe dzieło Beiträge zur Ethnographie und Sprachenkunde Amerikas, zumal Brasiliens. Znaczna część zbiorów etnograficznych von Martiusa i von Spixa przechowywana jest w Museum Fünf Kontinente w Monachium.