Martin Eks forskning handlar om ytkemiska processer hos fasta material inom katalys och förbränning, samt verktygsmaterial för skärande bearbetning. Samband mellan ytors struktur och sammansättning och deras reaktivitet studeras med in situ transmissionselektronmikroskopi vilket möjliggör avbildning på atomär nivå, i realtid och i reaktiva betingelser. Exempel på specifika forskningsprojekt är metanisering av koldioxid och oxidering av sot från biomassaförgasning; det övergripande temat anknyter till omställningen av kemikalieproduktion från fossila till förnybara råvaror.