Nacque a Trento da una famiglia di mercanti il 20 settembre 1614. Terminati gli studi superiori a Trento nel 1631, Martini entrò, l'anno seguente nella Compagnia di Gesu’ e fu mandato a Roma per studiare lettere classiche e filosofia nel Collegio Romano (1634-37). Tuttavia, il suo interesse principale era per l’Astronomia e la Matematica. La sua richiesta di andare missionario in Cina gli era già stata accordata da Muzio Vitelleschi, il Generale di allora dei Gesuiti. Fece i suoi studi teologici in Portogallo (1637-39) e fu ordinato sacerdote a Lisbona nel 1639.
