Darwin i kapitan FitzRoy zamówili u niego wiele obrazów ze wspólnej podróży do Tierra Del Fuego i po Pacyfiku. Część z nich posłużyła jako ilustracje do książek jakie obaj wydali, jako relacje ze wspólnej podróży.
Stał się jednym z najbardziej wybitnych i płodnych malarzy krajobrazu w kolonii. Wśród jego klienteli byli wiodący obywatele, dla których malował duże akwarele i obrazy olejne ich domów, osad kolonii i krajobrazy Nowej Południowej Walii, szczególnie portu w Sydney. Jego patronami byli gubernator Richard Bourke, Jane Franklin, żona angielskiego odkrywcy Johna Franklina, politycy: Alexander Macleay i James Macarthur, duchowni, przedstawiciele sądownictwa oraz czołowi kupcy, jak Alexander Brodie Spark, Robert Campbell i Joseph Barrow Montefiore. We wrześniu 1836 William Carter, adwokat pracujący w kancelarii Sądu Najwyższego Nowej Południowej Walii, zakupił jeden z obrazów Martens, View of Tahiti. 9 marca 1837 Martens poślubił jego jedyne dziecko, Jane Carter w St James Church. Ich pierwsza córka, Rebecca urodziła się w 1838, a druga Elżbieta w 1839. Syn, urodzony w 1844, zmarł w dzieciństwie. Jego pierwsza rezydencja znajdowała się na Cumberland Street w modnej dzielnicy Rocks, a w studiu przy Pitt Street udzielał lekcji rysunku i malarstwa.