Tot hij in dienst kwam bij V.O. heeft Martin Klok zich beziggehouden met organisch-chemisch en fysisch onderzoek. Zijn onderzoek was onder andere gericht op functionele chemische systemen zoals brandstofcellen en foto-actieve verbindingen voor toepassing in de moleculaire nanotechnologie, de chemie van voeding en gezondheid, en op het beïnvloeden van hersenfunctie met organische moleculen.