Noto come padre Martini. Teorico musicale e compositore. Dopo intensi studi di violino, clavicembalo, canto e composizione, fu dal 1725 maestro di cappella in S. Francesco di Bologna, dove fu consacrato sacerdote nel 1729 e dove visse fino alla morte, salvo pochi viaggi a Roma e Osimo. Mente enciclopedica, versato anche nella fisica e nelle matematiche, fu il maggior teorico musicale europeo della seconda metà del sec. xviii. Fu insegnante, tra gli altri, di Jommelli, J.Ch. Bach, Sarti, Bertoni, Cherubini, padre S. Mattei (il suo continuatore, nonché confessore ed erede); grande ammirazione nutrì per lui lo stesso Mozart, che da fanciullo ne aveva ricevuto consigli preziosi. Raccolse una eccezionale biblioteca musicale, che costituì il nucleo principale della biblioteca del liceo musicale bolognese (oggi conservatorio), a lui intitolato. In corrispondenza con le maggiori personalità politiche, culturali e musicali del suo tempo, pubblicò un importante trattato di contrappunto (Esemplare ossia Saggio fondamentale pratico di contrappunto sul canto fermo, 2 voll., 1774-75), oltre a una Storia della musica (3 voll., 1757, 1770, 1781) e altre opere teoriche. Fu anche compositore severo di messe, oratori e musica sacra; la sua produzione si distingue soprattutto per il rigore formale e il magistero contrappuntistico. Ma non rinunciò a tentare, con stile galante, la via del melodramma, con alcune operine e opere buffe (come La Dirindina, Don Chisciotte, Il maestro di musica, L'impresario delle Canarie), della musica vocale profana, con cantate e arie, talora su versi metastasiani, di pregevole fattura, e di quella strumentale e clavicembalistica.