В кубке мира Мартин Шмитт дебютировал в 1997 году, в ноябре 1998 года одержал свою первую победу на этапе Кубка Мира. Всего на сегодняшний момент имеет 30 побед на этапах Кубка Мира, из них 2 в командных соревнованиях и 28 в личных. По количеству личных побед на этапах Кубка Мира уступает лишь пяти спортсменам за всю историю. Дважды, в сезонах 1998-99 и 1999-00, выигрывал общий зачёт Кубка Мира.
На Олимпиаде-1998 в Нагано завоевал серебро в командных соревнованиях, в личных дисциплинах показал следующие результаты: нормальный трамплин - 19-е место, большой трамплин - 14-е место.
На Олимпиаде-2002 в Солт-Лейк-Сити где завоевал золото в командных соревнованиях, в личных дисциплинах показал следующие результаты: нормальный трамплин - 7-е место, большой трамплин - 10-е место.
Принимал участие в Олимпиаде-2006 в Турине, где был 4-м в команде и 19-м на большом трамплине.
На Олимпиаде-2010 в Ванкувере стартовал во всех трёх дисциплинах, завоевал серебряную медаль - в командных соревнованиях, в личных видах показал следующие результаты: нормальный трамплин - 10-е место, большой трамплин - 30-е место.
За свою карьеру участвовал в семи Чемпионатах мира, на которых завоевал четыре золотых, три серебряных и две бронзовых медали.
Использует лыжи производства фирмы Fischer.
