Hartmann wuchs als Sohn eines Mennoniten-Predigers in Breslau auf. Nach dem Abitur in Breslau studierte er zunächst Theologie und dann ab 1871 in Leipzig orientalische Sprachen. Es gibt Hinweise, dass Hartmann durch Gedichte von Lord Byron auf das Thema Orient gestoßen ist. Sein wichtigster Lehrer war Heinrich Leberecht Fleischer.
Im Jahr 1909, nach der Jungtürkischen Revolution 1908, besuchte er noch einmal Konstantinopel. Er traf dort unter anderem den bekannten Journalisten Friedrich Schrader (Gründer und stellvertretender Chefredakteur des Osmanischen Lloyd und Korrespondent zahlreicher liberaler deutscher Tageszeitungen sowie des sozialdemokratischen Vorwärts). Hartmann berichtete in seinem Buch Unpolitische Briefe aus der Türkei über die dortige revolutionäre Aufbruchstimmung. Karl Radek schrieb 1909 im SPD-Theorieorgan Die Neue Zeit über das Buch:
„Die wenig tröstliche Darstellung der Wandlungen auf politischem und ökonomischem Gebiet, die Hartmann gibt, ist [...] umweht von einem humanitär-demokratischen Geiste, den man in den üblichen deutschen Reisewerken nicht oft trifft. Für uns Sozialdemokraten haben ein spezielles Interesse die [...] Nachrichten über die junge sozialistische Bewegung in der Türkei, die Hartmann gleicherweise als Beobachter wie als Menschen ehren.“
Hartmann war einer der wichtigsten Begründer der modernen gegenwartsbezogenen Islamwissenschaft vor dem Ersten Weltkrieg.
Carl Heinrich Becker schreibt in seinen Islamstudien (Band 2, S. 484) in einer Würdigung Hartmanns:
„Martin Hartmann war in Deutschland der erste und lange Zeit der einzige, der die staatliche Gestaltung, die politischen Kämpfe, die kulturellen Verhältnisse des modernen Orients in den Bereich seiner Studien zog und ihre Betrachtung aus der Domäme des reinen Journalismus in die Höhenlage wissenschaftlicher zeitgeschichtlicher Forschung zu heben versuchte.“
Arabischer Sprachführer für Reisende. Leipzig 1881 (online)
Hebräische Verskunst nach dem metek sefatajim des 'Immanu'el Fransis und anderen Werken jüdischer Metriker. Berlin 1894.
Metrum und Rhythmus: die Entstehung der arabischen Versmaße, Gießen 1896 (online)
Das Muwassah: das arabische Strophengedicht; eine Studie der Geschichte und der Dichter einer der Hauptformen der arabischen Verskunst; mit Formenlisten, Versmassen und Namenregister, Weimar 1897 & Gießen 1896. Neudruck Amsterdam, 1981.
Bohtan, eine topographisch-historische Studie. Berlin 1897.
Lieder der libyschen Wüste: die Quellen und die Texte; nebst einem Exkurse über die bedeutenderen Beduinenstämme des westlichen Unterägypten, Leipzig 1899.
Chinesisch-Turkestan. Geschichte, Verwaltung, Geistesleben und Wirtschaft. Halle 1908.
Die arabische Frage : mit einem Versuche der Archäologie Jemens. Leipzig 1909 (online).
Ludmilla Hanisch: Machen Sie doch unseren Islam nicht gar zu schlecht - der Briefwechsel der Islamwissenschaftler Ignaz Goldziher und Martin Hartmann. Harrassowitz, Wiesbaden 2000, ISBN 3-447-04289-3.
Martin Kramer: Arabistik and Arabism - The Passions of Martin Hartmann. In: Middle Eastern Studies, Vol. 25, Issue 3, 1989, ISSN0026-3206, S. 283–300.
Wolfgang Reuschel: Zu Werk und Persönlichkeit des deutschen Arabisten Martin Hartmann. In: Arbeiterklasse und nationaler Befreiungskampf. 1963 (Wissenschaftliche Zeitschrift der Karl-Marx-Universität Leipzig, Gesellschafts- und sprachwissenschaftliche Reihe, Sonderband 2), S. 159–166.
Saïd Chaaya: Lettres de Girgi Dimitri Sursock à Martin Hartmann. La diplomatie allemande dans la Beyrouth ottomane. Geuthner, Paris, 2018, ISBN 978-2-7053-4019-3.
↑Martin Hartmann: Unpolitische Briefe aus der Türkei. Der islamische Orient, 3. Band. Leipzig, Verlag von Rudolf Kraft. 262 Seiten. [Rezension] / Karl Radek. - Electronic ed. In: Die neue Zeit. Wochenschrift der deutschen Sozialdemokratie. 28.1909-1910, 2. Bd.(1910), H. 37, S. 353.